WO1992003678A1 - Selbstschliessendes aufblasventil für aus folien gefertigte aufblasbare körper - Google Patents

Abstract

In einen aufblasbaren Körper (K) ist ein Aufblasventil eingebaut, welches im Bereich der begrenzenden Schweissnaht (9) hindurchgeführt wird. Das Ventil besteht aus zwei identischen Folienstücken (1, 2), die an ihren Längsseiten durch Verbindungsschweissnähte (3) zu einer flachen Tülle (4) verbunden sind. Die Wirkung des Ventils beruht darauf, dass die Folienstücke (1, 2) mindestens je einen flächendeckend übereinanderliegenden Teilbereich aufweisen, wobei dort die Folie eine derartige Steifigkeit aufweist, dass diese sich ohne äussere Krafteinwirkung selbstglättend dichtend aufeinander legen.

Description

Selbstschliessendes Aufblasventil für aus Folien gefertigte aufblasbare Körper

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstschliessendes Aufblasventil für aus Folien gefertigte, aufblasbare Körper, die mindestens eine umlaufende, den aufblasbaren Körper be¬ grenzende Schweissnaht aufweist, wobei das aus Folien zu¬ sammengesetzte Ventil den aufblasbaren Körper im Bereich der begrenzenden Schweissnaht durchsetzt und dort mit der oberen, beziehungsweise der unteren Folie des aufblasbaren Körpers verschweisst ist.

Ein derartiges Ventil ist aus der US-A-4'674*532 bekannt. Dieses besteht aus drei rechtwinkligen aufeinander liegenden Folien, wobei die Mittlere quer zur Längsrichtung zusammenge¬ faltet ist. An der im aufblasbaren Kδrperinneren zuliegen- kommenden Ende sind die Schmalseiten der beiden äusseren Fo¬ lien und der zusammengelegten Offenseiten der mittleren Folie bündig. Die Längskanten aller drei Folien sind beidseitig zusammengeschweisst. Hierdurch ist das Ventil im Bereich, in dem es im aufblasbaren Körper liegt, aus vier übereinanderlie¬ genden Schichten, während das nach aussen gerichtete Ende zweischichtig ist. Der vierschichtige Teil ist zusätzlich teilweise mit einer, parallel zu den Längskanten verlaufenden, mittigen Schweissnaht versehen.

Zwischen den beiden nach aussen geführten Folien kann nun Luft in das Innere des aufblasbaren Körpers geblasen werden. Hier¬ bei umströmt die Luft, die einen Sack bildende mittlere Folie. Sobald ein gewisser Innendruck im aufblasbaren Körper besteht, so soll dieser den als Ventilkδrper dienende Sack vom Innen¬ druck aufgeblasen werden.

Versuche mit einigen, auf dem Markt erschienen Ausführungen dieses Ventils haben gezeigt, dass die Wirkung nur sehr man¬ gelhaft ist. Erst wenn der aufblasbare Körper einen hohen Innendruck aufwies, stellte sich der erwünschte Schliesseffekt ein. Weil durch die Volumen-Vergrösserung die Aussennaht des aufblasbaren Körpers leicht zusammenzieht, werden' die beiden äusseren Folien leicht gewölbt und die Mündung spreizt sich genügend, um ein Einströmen der Luft in den Sack zu ermög¬ lichen. Zudem hat sich das Ventil nur für kleine aufblasbare Körper mit äusserst dünnen Folien als praktikabel erwiesen.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, ein Ventil der eingangs genannten Art zu vereinfachen und in der Wirkungsweise zu verbessern, so dass es insbesondere auch für grδssere aufblasbare Körper verwendbar ist.

Diese Aufgabe löst ein Ventil mit den Merkmalen des Patentan¬ spruches 1. In der Zeicnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfin¬ dungsgegenstandes dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt: Figur 1 eine Aufsicht auf das Aufblasventil aus relativ dicken

Folienstücken; Figur 2 einen Längsschnitt durch in einem aufblasbaren Körper eingebautes Aufblasventil; Figur 3 einen Querschnitt durch das Aufblasventil nach Figur 1 entlang der Linie A-A; Figur 4 Aufbau eines Aufblasventiles; Figur 5 Aufblasventil mit Verstärkungsfolie vollständig im aufblasbaren Körper und Figur 6 teilweise im aufblasbaren Körper;

Figur 7 perspektivische Darstellung eines eingebauten Aufblas¬ ventiles in der Aufblasphase.

Das selbstschliessende Aufblasventil gemäss der Erfindung hat einen für den Fachmann überraschend einfachen Aufbau. Zum vor¬ liegenden Resultat kam der Erfinder durch zahllose Versuche mit verschiedensten Folien, bis er endlich zum gewünschten Resultat kam. Die erfindungswesentlichen Erkenntnisse werden im Zusammenhang mit der Beschreibung der einzelnen Ventile des selbstschliessenden Aufblasventils erläutert.

In der einfachsten Ausgestaltungsform besteht das selbst¬ schliessende Aufblasventil lediglich aus einem oberen Folien¬ stück 1 und einem unteren Folienstück 2. Die beiden Folien- stücke 1 und 2 sind in der Grδsse und Form, sowie der Dicke identisch und liegen im montierten Zustand exakt flächen¬ deckend übereinander. Die Form der beiden Folienstücke 1 und 2 kann man prinzipiell beliebig variieren, doch wird man vor¬ zugsweise eine längliche Gestalt wählen. Insbesondere kommen einfachste geometrische Grundformen wie Quadrat, Rechteck oder Trapez in Frage, ohne dass nochmals andere Formen ausge¬ schlossen wären. Die beiden Folienstücke 1 und 2 werden ent¬ lang ihrer begrenzenden, seitlichen Kanten mittels Verbin¬ dungsschweissnahte 3 zu einer vollständig flachen Tülle 4 zusammengeschweisst. Hierdurch entsteht ein offenes Ein¬ blasende 5 einerseits und ein offenes Ausblasende anderer¬ seits. Aus Kostengründen wird man die begrenzenden Verbin¬ dungsschweissn hte 3 gerade verlaufend gestalten, weil dies besonders einfache Schweissformen benötigt. Ein zweiter Ge¬ sichtspunkt für eine solche Ausgestaltung besteht darin, dass kaum Schnittabfälle beim Schneiden der Folien entstehen. Die Verbindungsschweissnahte 3 gestaltet man vorzugsweise relativ breit und bis zur Aussenkante der beiden zu verbindenden Fo¬ lienstücke 1 und 2 aus. In der Fertigung kann man zwei deckend übereinanderliegende Folienblätter oder Folienbänder verwenden und die Verbindungsschweissnahte 3 zweier neben einander- liegenden Aufblasventile in einem Arbeitsgang fertigen und die Aufblasventile erst nachher durch einen in der Mitte der doppelt so breiten Verbindungsschweissnaht trennen. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Folien¬ stücke 1 und 2 in der Form von gleichschenkligen Trapezen. Die seitlichen, die flache Aufblastülle 4 begrenzenden Verbin¬ dungsschweissnahte 3 verlaufen vom offenen Ausblasende 6 bis relativ nahe dem offenen Einblasende 5. Da die seitlichen Ver¬ bindungsschweissnahte 3 nicht vollständig bis zum offenen Einblasende 5 verlaufen, verbleiben zwei Grifflaschen 14, die sich von Hand leicht auseinander ziehen lassen. So entsteht eine für den Benutzer angenehme Aufblasδffnung, die er an den Mund führen kann oder in der er ein Mündungstück einer Pumpe einführen kann. Auch wenn er die Grifflaschen 14 auseinander zieht, so spreizt sich die flache Tülle 4 nicht bis zum offenen Ausblasende 6. Für einen einwandfreien Einbau des selbstschliessenden Aufblasventils sind die beiden begrenzen¬ den, seitlichen Verbindungsschweissnahte 3 mindestens in jenem Bereich, in dem das Ventil durch den aufblasbaren Körper K ge¬ führt wird mit verdünnten Stellen 13 versehen. Diese verdünn¬ ten Stellen 13 werden durch nach aussen verlaufenden An- schrägungen gebildet. Diese Anschrägungen lassen sich wiederum direkt mit der Schweissform anbringen. Die Ausgestaltung dieser verdünnten Stellen gehen aus der Figur 3 deutlich her¬ vor. Die Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäss Figur 1.

In Figur 2 ist das Ventil gemäss Figur 1 in der Einbaulage in einem aufblasbaren Körper K dargestellt. Der aufblasbare Kör¬ per K kann beispielsweise eine Luftmatratze, ein Schwimmring, ein Planschbecken, eine Schwimmhilfe, ein Wasserball oder dergleichen sein. Prinzipiell besteht ein solcher aufblasbarer Körper aus einer oberen und einer unteren Folie, die min- destens über eine den Körper begrenzende Schweissnaht 9 mit¬ einander verbunden sind. Im eingebauten Zustand des selbst- schliessenden Aufblasventils im aufblasbaren Körper K ist das obere Folienstück 1 im Bereich der begrenzenden Schweissnaht 9 des Körpers K mit der oberen Folie 7 desselben verbunden, während das untere Folienstück 2 hier mit der unteren Folie 8 des aufblasbaren Körpers K verschweisst ist.

Die Folienstücke 1 und 2 weisen eine derartige Steifigkeit auf, dass diese sich ohne äussere Krafteinwirkung selbst¬ glättend , dichtend aufeinander legen. Dies erfolgt somit un¬ abhängig des Innendruckes P_ im aufblasbaren Körper. Hierzu müssen die beiden Folienstücke 1 und 2 mindestens einseitig glatte, porenfreie Oberflächen aufweisen. Solche Folien sind zwar seit langer Zeit bekannt, doch werden sie üblicherweise bei der Fertigung von ausblasbaren Körpern nicht verwendet.

Bei der Fertigung eines Ventils gemäss den Figuren 1-3 ver¬ wendet man vorzugsweise für die Folienstücke 1,2 eine Folie mit einer Dicke von 0,5 oder mehr mm. Prinzipiell lässt sich sagen, dass die Dicke der Folie der Grδsse des Aufblasventiles angepasst sein muss, was gleichbedeutend ist, dass die Dicke der Folie, um so grösser sein muss, als das Ventil grösser gestaltet ist. Uebliche Dicken liegen zwischen mindestens 0,5mm und 1,8mm.

Es ist jedoch möglich, ein Ventil auch aus einer dünneren Folie zu fertigen, doch muss mindestens je ein flächendeckend übereinanderliegender Teilbereich jedes Folienstückes eine ge- nügende Steifigkeit aufweisen, damit die Bedingung erfüllt ist, dass mindestens in diesem Teilbereich sich die Folien ohne äussere Krafteinwirkung selbstglättend dichtend aufeinan¬ der legen. Dies kann erreicht werden mittels Versteifungsfo¬ lien 11. In der Figur 4 ist der Aufbau eines solchen Ventiles mit Versteifungsfolien in einer Explosionszeichnung darge¬ stellt. Gleich wie vorher beschrieben wird wiederum aus einem oberen Folienstück 1 und einem unteren Folienstück 2 eine flache Tülle 4 gebildet.

Sowohl auf das obere Folienstück 1, wie auf das untere Folien¬ stück 2 wird je eine gleichartige und gleichgrosse Verstei¬ fungsfolie 11 wiederum flächendeckend übereinander angeordnet. Vorteilhafterweise wird die Versteifungsfolie 11, sowohl mit dem oberen, wie dem unteren Folienstück 1,2 ganzflächig ver- schweisst. Die ganzflächige Verschweissung 12 ist in den Fi¬ guren 5 und 6 punktiert dargestellt. Prinzipiell muss mindes¬ tens ein Teilbereich der beiden übereinanderliegenden Verstei¬ fungsfolien innerhalb des aufblasbaren Körpers K zu liegen kommen. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, eine Lösung gemäss der Figur 5, wobei die Versteifungsfolien 11 direkt angrenzenden an die Körper begrenzende Schweissnaht 9 angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, das Ventil so einzubauen, dass die begrenzende Schweissnaht 9 des aufblas¬ baren Körpers K quer über die beiden Versteifungsfolien 11 verlaufen, wie dies die Figur 6 zeigt. Die Ausführung gemäss der Figur 5 wird jedoch bevorzugt, weil hierdurch eventuelle auf die begrenzende Schweissnaht 9 wirkende Kräfte durch die dünnen, flexibleren Folienstücke 1 und 2 aufgefangen werden können, ohne dass diese sich auf den dichtenden Bereich des Ventiles auswirken. Ist jedoch eine Einbaulage gemäss der Figur 6 aus Gründen der Geometrie des aufblasbaren Körpers K erforderlich, so ist dies selbstverständlich möglich. In diesem Fall wird man jedoch gleich, wie in der Variante gemäss in den Figuren 1 bis 3 die seitlichen Verbindungsschweissn hte 3 im Bereiche der Durchführung des Ventils, durch die den Körper K begrenzende Schweissnaht 9 wiederum mit verdünnten Stellen 13 versehen. Um die Grifflaschen 14 der beiden Fo¬ lienstücke 1 und 2 besser fassen zu können, kann man eine der beiden Folienstücke 1,2 mit einer Griffnische 16 ausgestalten. Diese Griffnische 16 wird man vorteilhafterweise vor der Ver- schweissung der beiden Folienstücke 1,2 ausstanzen. Ein anderes Mittel um diese Spreizung der Folien erreichen zu können, kann darin bestehen, dass man auf einer der beiden Folienstücke 1,2 im Bereich der Grifflaschen 14, auf dessen Innenfläche einen kleinen Folienabschnitt 15 mittig am Ein¬ blasende 5 aufschweisst.

An Hand der Figur 7 soll nun noch die Funktionsweise des er- findungsgemässen Aufblasventils erläutert werden. Der aufblas¬ bare Körper K ist rein symbolisch und folglich auch viel zu klein dargestellt. Es könnte sich hierbei beispielsweise um ein aufblasbares Kopfkissen handeln. Das Aufblasventil ent¬ spricht der Ausführungsform gemäss der Figur 5. Durch Er¬ greifen der beiden Grifflaschen 14 wird das offene Einblasende 5 gespreizt. Bläst man nun hier Luft V ein, so entsteht inner- halb der Tülle 4 ein Druck P , welcher grösser ist, als der Innendruck P_ im aufblasbaren Körper K. Hierdurch werden die beiden Folienstücke 1,2, welche die flache Tülle 4 bilden, ge¬ wölbt und geben eine relativ weite Durchgangsöffnung für die einströmende Luft frei. Der Innendruck P_ wird somit grösser als der Aussendruck P- . So bald man nicht mehr bläst, so fällt der Innendruck P_ innerhalb der Tülle 4 gegen 0 ab. Nun drückt der Innendruck P_ auf beiden Seiten der flachen Tülle 4 auf den gesamten Bereich, welcher innerhalb des aufblasbaren Körpers K liegt. Hierdurch werden die beiden Folienstücke 1 und 2 in diesen Bereich aufeinandergepresst. Dies hat zur Fol¬ ge, dass die beiden glatten, porenfreien Oberflächen dichtend aufeinander zuliegen kommen. Beim Aufblasen von Mund muss man bei grosseren aufblasbaren Körpern zwischendrin immer wieder Absetzen und neu Luft holen. Bei ein paar wenigen Male Pusten ist der Innendruck P_ immer noch sehr gering, das heisst, annähernd gleich dem Aussendruck P_. Damit bei diesen Druck¬ verhältnisse eine einwandfreie Dichtung zustande kommt, müssen die aufeinander zuliegen kommenden Folienteile absolut glatt sein. Deshalb ist die Bedingung, dass die Steifigkeit der Fo¬ lienstücke so bemessen ist, dass sie sich ohne äussere Kraft¬ einwirkung selbstglättend dichtend aufeinanderlegen essen¬ tiell. Diese Bedingung hat aber auch noch einen anderen Grund. Ist der aufblasbare Körper von der Luft entleert, so wird er meistens für den Transport zusammengelegt oder gerollt oder sonst irgendwie zusammengeknautscht. Wird folglich für das Ventil nicht eine sich selbstglättende Folie verwendet, so würde das Ventil selbst auch Rümpfe bilden, die eine Dich¬ tigkeit des Ventils verunmöglichen würden. Eine weitere Be¬ obachtung ist, dass bei grossem Innendruck P die Folienstücke 1,2 sich krümmen, beziehungsweise in Längsrichtung sich wöl¬ ben, wenn zu dünne Folien mit einer zu geringen Steifigkeit verwendet werden. Bei solcher Verwölbung liegen dann die Folienstücke 1,2 nicht mehr absolut dicht aufeinander und das Ventil leckt. Eine solche Situation tritt insbesondere dann auf, wenn auf den beiden begrenzenden Folien 7,8 des aufblas¬ baren Körpers K ein Druck ausgeübt wird, wie dies üblicher¬ weise bei Kissen oder Luftmatratzen auftritt. Werden jedoch Folien mit einer Steifigkeit verwendet, die ein selbsttätig glättendes Aufeinanderlegen gewährleisten, so konnte keine Leckage festgestellt werden.

Der schräge Verlauf der beiden seitlichen Längsschweissnähte, die eine konische Gesamtgestaltung des Ventils ergibt, zeigt noch einen weiteren, positiven Effekt. Bei gleichbleibender Folienstärke ergibt sich ein schnellerer Ventil-Schliess- effekt. Die konische Gestaltung vermindert aber zusätzlich ein Durchhängen des Ventils im Inneren des aufblasbaren Körpers. Schliesslich bewirkt die konische Gestaltung, dass die Folien¬ stücke sich am schmalen Ende am schnellsten selbstglättend aufeinander legen und das Ventil dichten, so dass ein selbst- aufblaser Effekt des Ventils auch bei hohem Innendruck ver¬ mieden wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Selbstschliessendes Aufblasventil für aus Folien gefertig¬ te, aufblasbare Körper (K), die mindestens eine um¬ laufende, den aufblasbaren Körper begrenzende Schweissnaht (9) aufweisen, wobei das aus Folien zusammengesetzte Ventil den aufblasbaren Körper im Bereich der begrenzenden Schweissnaht durchsetzt und dort mit der oberen (7), beziehungsweise der unteren Folie (8) des aufblasbaren Körpers verschweisst ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil aus mindestens zwei Folienstücken (1,2) besteht, die durch zwei seitlichen, begrenzenden Verbindungs¬ schweissnahte (3) eine flache Tülle (4) bilden, welche mit dem einen offenen Ende (5) ausserhalb, mit dem anderen, offenen Ende (6) innerhalb des aufblasbaren Körpers liegt, und dass die Folienstücke (1,2) mindestens auf ihren bei¬ den aufeinander zuliegenkommenden Flächen eine glatte, porenfreie Oberfläche aufweisen, und dass mindestens je ein flächendeckend übereinander liegender Teilbereich jedes Folienstückes eine derartige Steifigkeit aufweist, dass diese sich ohne äussere Krafteinwirkung selbst¬ glättend dichtend aufeinander legen.

2. Aufblasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Folienstücke (1,2) eine gleiche Dicke von je mindestens 0,5mm über die gesamte Fläche aufweisen (Figur 1-3).

3. Aufblasventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Folienstücke (1,2) je eine gleiche Dicke von weniger als 0,5mm über die gesamte Fläche aufweisen, und dass auf beiden Folienstücke aussen je eine quer über die gesamte Breite der flachen Tülle (4) verlaufende, gesamt¬ flächig aufgeschweisste Versteifungsfolie (11) angeordnet ist (Figuren 4-7).

4. Aufblasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsfolie (11) angrenzend an der begren¬ zenden Schweissnaht (9) des aufblasbaren Körpers (K) sich nach innen erstreckt (Figur 5).

5. Aufblasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsfolie (11) sich von ausserhalb des aufblasbaren Körpers (K) über die begrenzende Schweissnaht (9) derselben ins Innere erstreckt (Figur 6).

6. Aufblasventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folienstücke (1,2) im Bereich der Durch¬ führung durch die begrenzende Schweissnaht (9) des auf¬ blasbaren Körpers von den beiden die (4) flache Tülle be¬ grenzenden Verbindungsschweissnahte (3) nach aussen sich verdünnend (13) verlaufen.

7. Aufblasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, die aufblasbare Tülle (4) begrenzenden Verbindungschweissnähte (3) vom Inneren des aufblasbaren Körpers (K) nach aussen konisch auseinander laufen.

8. Aufblasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ausserhalb des aufblasbaren Körpers (K) liegender Teil der beiden Foliestücke (1,2) seitlich nicht verbunden ist und so zwei Grifflaschen (14) zum Aufspreizen des äusseren Tüllenendes bildet.

9. Aufblasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ausserhalb des aufblasbaren Körpers (K) liegende Teil (14) mit dem offenen Ende (5) spreizenden Mittel (15) versehen ist.

10. Aufblasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Folienstücke (1,2) eine Ausstanzung als Griffnische (16) am offenen Einblasende (5) aufweist.