DE2451540C3 - Durch Füllung mit einem Fluid räumlich zu vergrößernder Hohlkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Füllung mit einem Fluid räumlich zu vergrößernden Hohlkörper, welcher bei Aufspreizung seiner Hülle durch Einsaugen von Fluid auffüllbar ist Ein solcher Hohlkörper kann 2. B. eine Luftmatratze, ein Schlauchboot, ein Ballon oder eine Zylinder-Kolben-Eiinheit sein.

Normalerweise ist das Aufpumpen derartiger Gegenstände, insbesondere wenn keine maschinelle Druckfluidquelle zur Verfügung steht, eine langwierige und anstrengende Tätigkeit. Dabei wird die meiste Zeit allein schon dafür gebraucht, das Volumen im gewünschten Maße zu vergrößern, während nachher die Erzeugung des gewünschten Überdrucks verhältnismäßig schnell geht. Die mit dem Aufblasen größerer luftgefüllter Gegenstände verbundene Mühe hat bewirkt, daß sich diese vor allem nur für solche Anwendungen durchsetzen konnten, wo sie nicht ständig aufgeblasen und wieder zusammengefaltet werden mußten.

Während normalerweise bei aufblasbaren Gegenständen das geringe Gewicht und die Zusammenlegbarkeit die wichtigsten Eigenschaften sind, kann im Einzelfall auch die Anpassungsfähigkeit und variable Formgebung eine Rolle spielen. So ist z. B. ein Rücken-Sitzpolster für Kraftfahrzeuge bekannt (CH-PS 5 16 296), welches aus offenporigem, außen von einer dichten Hülle umschlossenen Kunststoffschaum besteht, der infolge Eigenelastizität und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Feder eine bestimmte Polsterform mit größtmöglichem Volumen einzunehmen bestrebt ist.

Eine Form mit kleinerem Volumen wird dadurcl

hergestellt, daß das Polster zusammengedrückt wire

wobei die verdrängte Luft über eine an den Innenraun

des Polsters angeschlossene Leitung mit einem Venti

entweicht Durch öffnen des Ventils wird selbsttätig

Luft eingesaugt und im Maße des eingelassenei

Luftvolumens kann sich der elastische Polsterkörpe; wieder ausdehnen.

Eigenelastizität und eingebaute Federn kommen al:

ίο Aufspreizhilfen nur bei kleineren Hohlkörpern in Frage Es ist störend und auf Dauer für die Elastizität schädlich daß zum Zusammenlegen die Federn gespannt werder müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Hohlkörper der eingangs bezeichneten Art zu schaffen bei welchem die Volumenvergrößerung beschleunig! wird, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Hülle des Hohlkörpers ein zweiter dicht abgetrennter und unter Druck mit Fluid

auifüJlbarer Hohlkörper verbunden ist, durch welchen die Hülle des ersten Hohlkörpers aufspreizbar ist.

Das Aufpumpen des als Skelett dienenden zweiten Hohlkörpers ist einfacher und geht viel schneller als das Aufpumpen eines großen Volumens. Durch das Aufpumpen des hohlkörperartigen Skeletts, welches ein Innen- oder Außenskelett sein kann, wird dem aufzublasenden Gegenstand bereits seine ungefähre Gestalt gegeben, und dies geschieht unter selbsttätigem Einsaugen des Fluids, z. B. Luft, mit dem der Hohlkörper

gefüllt werden soll. Wenn kein Überdruck erforderlich ist, braucht am Ende des Aufspannvorgangs nur die öffnung, über die das Fluid eingesaugt wurde, dicht verschlossen zu werden. Ist jedoch, 7. B. zur Verfestigung der Form eines aufzublasenden Gegenstand:., am

Ende des Füllvorgangs die Erzeugung eines Überdrucks erwünscht, so bereitet es keine Schwierigkeiten, zusätzlich zu dem bereits eingesaugten Füllvolumen noch eine verhältnismäßig geringe Menge des Fluids einzupumpen, da diese nicht mehr dazu gebraucht wird, das Volumen zu vergrößern, sondern im wesentlichen nur noch zur Druckerhöhung dient.

Der Pumpvorgang wird vereinfacht, wenn das Einlaßventil des aufblasbaren Skeletts und das Einlaßventil der Hauptkammer miteinander vereinigt sind, so daß während des Aufpumpens der Anschluß nicht gewechselt werden muß. Es können herkömmliche Ventile mit einem Einlaß und mit zwei Auslaßkanälen Verwendung finden, welche vier Stellungen haben, nämlich eine erste, in denen beide Auslaßkanäle geöffne· sind, eine zweite, in der die beiden Auslaßkanäle geschlossen sind und eine dritte und vierte, in denen jeweils ein Auslaßkanal geöffnet und der andere geschlossen ist.

Die Erfindung ist vornehmlich anwendbar für Hohlkörper aus einem zusammenfaltbaren, dichten Material, es kommt aber auch eine Anwendung für Zylinder-Kolben-Einheiten in Frage. Im letzteren Falle dient vorzugsweise eine Zylinder-Kolben-Einheit mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser dazu, eine andere Zylinder-Kolben-Einheit mit verhältnismäßig großem Durchmesser auf eine gewünschte Länge auszufahren. Hierbei füllt sich der große Zylinder selbsttätig. Erst am Ende dieses Vorgangs wird durch Einpumpen einer zusätzlichen geringen Menge Druckfluids in den großen Zylinder darin ein eventuell gewünschter Überdruck erzeugt.

Die Gestaltung des Skeletts richtet sich naturgemäß nach der Form des aufzuspannenden oder auszufahren-

den Gegenstandes. Grundsätzlich kann das Skelett mit Bezug auf die Hauptkammer des Gegenstands ein hohlmantelförmiges Außenskelett oder ein rippenförmiges Innenskelett sein. Da es bisher aus anderen Gründen schon bekannt ist, derartige Hohlkörper doppelwandig auszubilden, bereite* die praktische Ausführung keine Schwierigkeiten.

Es sind Zelte bekannt, die mittels aufblasbarer Rippen oder Stützen aufgestellt und gehalten werden. Die Kammern dieser Stützen oder Rippen haben ein ι ο verhältnismäßig großes Volumen. In Anwendung der Ausbildung nach der Erfindung werden diese Hohlkörper mit einem zusammenlegbaren Innenskelett ausgeführt, mit dessen Hilfe der Autbau des Zeltes beschleunigt werden kann. ,

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipskizze eines schlauchförmigen Hohlkörpers mit einem unabhängig von der Hauptkammer aufzublasenden Hohlmantel,

Fig. 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen von Hohlkörpern mit einem aufblasbaren Innenskelett,

Fig.6 bis 9 erfindungsgemäße Ausführungen von Zeltstützen,

Fig. 10 und 11 Ventilanordnungen für Hohlkörper mit einem durch Aufpumpen aufzuspannenden Skelett,

Fig. 12 eine erfindungsgemäß ausgebildete Zylinder-Kolben-Einheit.

Der in F i g. 1 im Querschnitt dargestellte Hohlkörper, z. B. ein aufblasbarer Schlauch, zeichnet sich gegenüber derartigen Gegenständen dadurch aus, daß er einen aufblasbaren Doppelmantel hat. Die voneinander unabhängigen Einlaßleitungen zum Hohlmantel und zum Innenraum des Schlauches sind mit a bzw. b bezeichnet. Die beiden Mantelwandungen können punktweise oder streifenförmig miteinander verbunden sein.

Wenn der dargestellte Schlauch oder z. B. eine ähnlich wie dieser mit einem Doppelmantel ausgebildete Luftmatratze aufgepumpt werden soll, wird zunächst der Hohlraum im Doppelmantel mit Druck beaufschlagt. Dadurch erhält der Schlauch bzw. die Luftmatratze die vorbestimmte Kontur, d. h. das zuvor zusammengelegte Material spannt sich und füllt sich insgesamt mit Luft durch die geöffnete Einlaßöffnung b, ohne daß es erforderlich wäre, die Hauptkammer aufzupumpen Nach dem Aufspannen wird die Einlaßöffnung a des Hohlmantels verschlossen und, je nachdem, ob in der Hauptkammer ein Überdruck erwünscht ist oder nicht, der Einlaß b zur Hauptkammer ebenfalls einfach nur verschlossen oder die letztere noch zusätzlich aufgepumpt.

Die Ausführungen nach F i g. 2 bis 5 unterscheiden sich von der nach F i g. 1 im Prinzip nur dadurch, daß statt des dort gezeigten mantelförmigen Außenskeletts unterschiedliche rippenförmige Innenskelette verwendet werden.

Diese können, wie Fig.4 zeigt, an den Stirnseiten abgewinkelte Rippen haben, um die Spannung zu erhöhen. fio

Das Skelett nach Fig.5 besteht aus einer einzigen.

mehrmals abgewinkelten Rippe. Wie gestrichelte angedeutet, kann diese auch schräg liegen.

F i g. 7 zeigt den Grundriß eines Zeltes mit sechs aufblasbaren Stützen. F i g. 6 zeigt eine zugehörige Seitenansicht einer Stütze. Es ist ersichtlich, daß die Stützen insgesamt ein verhältnismäßig großes Volumen haben, welches aufzublasen Mühe bereitet Gemäß F i g. 8 und 9, welche unterschiedliche Stützenausführungen im Querschnitt zeigen, sind deshalb in einem Fall ein Außenskelett und im anderen Fall ein innenskelett vorgesehen, deren Volumina so klein sind, daß sie sich schnell aufblasen lassen, wodurch die Stützen aufgerichtet werden und sich dabei von selbst mit Luft füllen.

F i g. 10 zeigt eine einfache Ventilanordnung mit zwei unabhängig voneinander betätigbaren Einlaßventilen für einen Hohlkörper mit Außenskelett in Form eines Hohlmantels. Das Ventil des Hohlmantels ist mit a und das der Hauptkammer des Hohlkörpers mit b bezeichnet F i g. 11 zeigt demgegenüber ein kombiniertes Ventil mit einem einzigen Einlaßkanal und zwei Auslaßkanälen, die wahlweise einzeln oder gemeinsam mit dem Einlaßkanal in Verbindung gebracht oder von diesem getrennt werden können.

In F i g. 12 ist die Anwendung der Erfindung auf einen hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinder dargestellt Dieser ist mit einem im Durchmesser wesentlich kleineren Innenzylinder versehen, der nur dazu dient, den Kolben des großen Zylinders sehr schnell drucklos auszufahren oder zurückzuziehen. In der vorgesehenen Position kann dann über einen getrennten Einlaßkanal der große Zylinder unter Druck gesetzt werden.

In allen Ausführungen der Erfindung kann durch geeignete Steuerung des Einlaßventils beim Aufblasen des Skeletts im Hohlkörper ein Unterdruck erzeugt werden. Dadurch läßt sich insbesondere einer weichen, biegsamen Hülle des Hohlkörpers eine bestimmte Form geben, die bei freiem selbstätigem Einsaugen der Luft in den Hohlkörper oder bei Druckbeaufschlagung nie erreicht werden könnte. Ein derartiger Hohlkörper kann z. B. als kurzzeitige Wandverkleidung für eine Bühne dienen.

Es ist auch vorgesehen, erfindungsgemäße Hohlkörper mit einem Rückschlagventil als Einlaßventil und zusätzlich mit einem Druckbegrenzungsventil auszustatten. Diese Ventilkombination ist vorteilhaft, um im Hohlkörper, z. B. durch Erwärmung in der Sonne oder Belastung, keinen Überdruck entstehen zu lassen, der zum Einreißen führen könnte. Sofern bei der Erwärmung oder Belastung das Skelett unverändert gespannt bleibt, kann sich der Hohlkörper, auch wenn viel Luft entwichen ist, immer wieder in den aufgesparnten Zustand zurückverformen.

Eine andere Ausstattung mit Ventilen sieht außer einem Einlaß-Rückschlagventil ein Drosselventil vor. Diese Kombination kommt z. B. für eine Sprungmatte oder ein Trampolin in Frage. Bei stoßartiger Belastung entweicht Luft aus dem Hohlkörper durch das Drosselventil, die danach durch das Einlaßventil selbsttätig wieder eingesaugt wird, weil das Skelett gespannt bleibt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Durch Füllung mit einem Fluid räumlich zu vergrößernder Hohlkörper, welcher bei Aufspreizung seiner Hülle durch Einsaugen von Fluid 'auffallbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hülle des Hohlkörpers ein zweiter, dicht abgetrennter und unter Druck mit Fluid auffüllbarer Hohlkörper verbunden ist, durch welchen die Hülle des ersten Hohlkörpers aufspreizbar ist

2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der zweite Hohlkörper ein hohlmantelförmiges Außenskelett ist

3. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlkörper aus sich durch den Innenraum des ersten Hohlkörpers erstreckenden, im wesentlichen schlauchförmigen Teilen besteht

4. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Hohlkörper eine Zylinder-Kolben-Einheit ist.

5. Hohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlkörper in mehrere einzeln mit Druck beaufschlagbare Kammern unterteilt ist.

6. Hohlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hohlkörper als Einlaß ein Rückschlagventil aufweist und zusätzlich mit einem Druckbegrenzungsventil versehen ist.

7. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eier erste Hohlkörper als Einlaß ein Rückschlagventil aufweist und zusätzlich mit einem Drosselventil versehen ist.