DE4425223A1 - Verfahren und Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Rettungswesten von Tauchern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Rettungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerätetauchern.

Die Betätigungselemente zum Ansteuern der Ventile zum Ein- und Auslassen von Luft bzw. Gas in und aus den Westen sind im leicht zu erreichenden Bereich derselben angeordnet und werden im allgemeinen durch Knopfdruck betätigt. Das Lufteinlaßventil wird hierzu mit Druckluft aus der Preßluftflasche versorgt. Durch Betätigung des Einlaßventiles wird dieses von der Sperrstellung in eine of­ fene Position gesteuert, um nun der Druckluft den Weg in die Weste freizugeben und dadurch den Auftrieb des Tauchers zu erhöhen. In gleicher Weise wird das Auslaßventil geöffnet, um Luft aus der Weste austreten zu lassen und somit den Auftrieb zu verringern.

Nachteilig bei den bekannten Systemen ist, daß diese örtlich oberhalb des Luft­ volumens in der Weste angebracht werden müssen, um sicherzustellen, daß die Luft entweichen kann und nicht gefangen wird ähnlich einer Luftblase unter ei­ ner Glocke, welche mit der Öffnung nach unten in das Wasser eingetaucht wird. Ein weiterer Nachteil besteht bei den bekannten Luftauslaßventilen darin, daß bei geöffneter Stellung der Innenteil der Weste in direkter Verbindung mit dem den Taucher umgebenden Wasser ist, so daß je nach Konstruktion der Ventile eine kleinere oder größere Wassermenge in die Weste gelangen kann und damit das verfügbare Luftvolumen zum Einstellen des Auftriebes geringer wird.

Eine derartige Maßgabe ist in dem Lehrbuch Pady Diver Manual, Pady EU Servi­ ces, Hettlingen, in dem Kapitel I auf Seite 21 im Abschnitt "Merkmale" be­ schrieben. Hier wird sogar noch ein separates Wasserablaßventil zur besseren Entleerung von eingedrungenem Wasser empfohlen. Des weiteren ist das Aus­ laßverhalten des bzw. der Ventile streng nichtlinear, d. h. abhängig von den Um­ gebungsbedingungen, womit die gewünschte Einstellung des Auftriebes in un­ verhältnismäßiger Weise erschwert wird.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zu konzipieren, mit­ tels welcher durch Optimierung des Luftauslaßventiles die Sicherheit des Tau­ chers erhöht wird, wobei die örtliche Anordnung des Luftauslaßventiles beliebig sein soll. Des weiteren soll die direkte Verbindung des Westeninnenteiles über das geöffnete Auslaßventil mit dem Wasser vermieden werden, um somit zu verhindern, daß ungewollt Wasser in die Weste eindringt. Schließlich soll das Auslaßverhalten linearisiert werden, um das Einstellen des Auftriebes/Abtriebes zu vereinfachen.

Dieses Ziel wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Rettungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerätetauchern, erreicht, indem eine vorgebbare Luftmenge bzw. vorgebbare Luftmengenanteile durch einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Ansaug- und Verdrängungsvorgang aus dem Innenraum der Schwimm- und Rettungswe­ ste an das sie umgebende Medium abgegeben wird bzw. werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Zuge­ hörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Ziel wird des weiteren durch eine Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Rettungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerä­ tetauchern, erreicht mit mindestens einem mit der Schwimm- und Rettungswe­ ste in Wirkverbindung stehenden Gehäuse, das mindestens ein Ventil beinhaltet, durch das ein mittels eines Betätigungselementes betätigbarer Kolben zwischen zwei Endlagen innerhalb eines Kolbenraumes bewegbar ist, der durch seine alternierende Bewegung in Luftansaugender, luftkomprimierender sowie luftverdrängender Weise mindestens ein nachgeschaltetes Rückschlagventil so­ viele mindestens ein Sperrventil betätigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den zuge­ hörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Erfindung wird es nunmehr möglich, daß mittels eines Kolbens mit in­ tegriertem Rückschlagventil einerseits Luft aus dem Westeninnenraum in einen Kolbenraum angesaugt und im nächsten Arbeitstakt Luft aus dem Kolbenraum über ein weiteres nachgeschaltetes, als Rückschlagventil ausgebildetes, Sperr­ ventil die Luft verdrängt und an das die Weste umgebende Medium abgegeben wird. Durch den Vorgang des Ansaugens der Luft aus dem Westeninnenraum wird die örtliche Anbringung des Luftauslaßventiles frei wählbar. Der Vorgang des Luftverdrängens aus dem Kolbenraum ermöglicht die Wahl eines kleineren Auslaßquerschnittes, was zur Folge hat, daß das komplette Ventil konstruktiv sehr klein ausgeführt werden kann. Aufgrund des verringerten Auslaßquerschnit­ tes und der daraus resultierenden großen Strömungsgeschwindigkeit der austre­ tenden Luft kann nun das Eintreten von Wasser in den Kolbenraum weitestge­ hend vermieden werden. Eventuell in den Kolbenraum eindringendes Wasser wird beim Arbeitstakt Verdrängen wieder herausgedrückt. Durch die Vorgänge des Ansaugens und Verdrängens der Luft über den Kolben wird mit jedem Ar­ beitstakt eine genau definierte Luftmenge aus dem Westeninnenraum gefördert, welche dem Produkt des Kolbenquerschnittes und dem Kolbenhub entspricht. Dies wird durch die nachstehende Formelableitung verifiziert:

Der aus dem Westeninnenraum austretende Luftvolumenstrom O ergibt sich aus dem Fördervolumen V_K multipliziert mit der Anzahl der Arbeitstakte pro Zeitein­ heit bzw. mit der Frequenz f [Hz], mit welcher der Kolben betätigt wird.

Q = V_K×f bzw. O = A_K×H_K×f.

Da der Kolbenquerschnitt A_K konstant ist und der Kolbenhub H_K sowie die Fre­ quenz f über entsprechende Betätigungselemente einstellbar sind, ist der austre­ tende Luftvolumenstrom exakt und unabhängig von Umgebungsbedingungen wie z. B. Druckverlust, Durchflußwiderstand, Viskosität und Temperatur einstell­ bar.

Die Kolbengeschwindigkeit kann einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß entsprechend einer Sinusfunktion gesteuert werden, so daß der Kolben weich in seine Endlagen einfährt und aufgrund der Reduzierung der Geschwindigkeiten bei Erreichen der Endlagen die Maximalgeschwindigkeit des Kolbens außerhalb der Endlagen hoch gewählt werden kann. Durch diese Maßgabe können Beschä­ digungen an Kolben und Gehäuse infolge zu hoher Endlagengeschwindigkeiten des Kolbens vermieden werden.

Vorzugsweise wird der Kolben in mindestens einer seiner beiden Endlagen, vor­ zugsweise jedoch in beiden Endlagen, über jeweils definierte Zeiten in bezug auf seine Geschwindigkeit auf den Wert O gesetzt, um das Ablassen der Luft opti­ mal zu gewährleisten, so daß dynamische Einflüsse z. B. aufgrund von Massen­ trägheit des Rückschlagventiles und/oder des Sperrventiles zumindest verringert werden können.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß der Kolben in mindestens einer seiner Endlagen das Rückschlagventil und/oder das Sperrventil mechanisch betätigt, so daß sich ein eventuell verbleibender Rest von Luftüberdruck oder Luftunterdruck abbauen kann.

Die Steuerung des Kolbens kann manuell oder automatisch mit einer Regelelek­ tronik erfolgen. Die Betätigung kann unter Verwendung pneumatischer, hydrauli­ scher oder elektromagnetischer Hilfsmittel herbeigeführt werden.

Bei einem alternativen Verfahren wird die Luft durch eine als Pumpe wirkende rotatorische Einheit angesaugt, die ihrerseits mechanisch durch eine motorisch wirkende Einheit angetrieben wird. Die motorische Einheit wird vorzugsweise mit Druckluft aus dem Bereich des Inflatorschlauches versorgt. Bei diesem alternati­ ven Verfahren wird somit der mit dem Rückschlagventil sowie dem Sperrventil und dem Vorsteuerkolben zusammen wirkende Kolben durch die Antriebs- und Förderelemente Motor und Pumpe ausgetauscht, wobei der Vorgang des Luftan­ saugens, Komprimierens und Verdrängens in seiner allgemeinen Form erhalten bleibt.

Eine alternative Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Rettungswesten beinhaltet ein mit der Schwimm- und Rettungsweste in Wirk­ verbindung stehendes Gehäuse, das mindestens ein Ventil beinhaltet, durch das eine motorisch wirkende Einheit, die mit einer als Pumpe wirkenden rotatori­ schen Einheit verbunden ist, angetrieben wird, die wiederum über eine Leitung mit dem Innenraum der Schwimm- und Rettungsweste verbunden ist. Das Ventil ist hierbei ein 212 Proportionalwegeventil. Ferner ist eine mit einer Rechnerein­ heit in Wirkverbindung stehende Meßeinrichtung vorgesehen, die die Höhe des Luftvolumenstromes erfaßt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung darge­ stellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Ventil in Ruhestellung,

Fig. 2 Ventil im Arbeitstakt Luft ansaugen,

Fig. 3 Ventil im Arbeitstakt Luft verdrängen,

Fig. 4 Schaltschema des Ventiles gemäß den Fig. 1 bis 3.

Fig. 5 Alternatives Schaltschema zu Fig. 4,

Fig. 6 Alternatives Schaltschema zu Fig. 4 unter Verwendung motori­ scher und rotatorischer Einheiten.

Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 beinhaltet ein Gehäuse 2, das über eine Verschraubung 3 mit einer Weste 4 lösbar verbunden ist. Im Bereich des Gehäu­ ses 2 sind unter anderem ein 4/2 Vorsteuerauslaßventil 5 sowie ein 2/2 Vor­ steuereinlaßventil 6 angeordnet, die in diesem Beispiel beide als Proportionalwe­ geventile ausgebildet sind. Der die Ventile 5,6 aufnehmende Raum 7 ist druck­ dicht mittels eines Verschlußelementes 8 abgedichtet. Der hier nur angedeutete Westeninnenraum 9 steht im Bereich der Verschraubung 3 über eine entspre­ chende Ausnehmung 10 mit dem Gehäuseinnenraum 11 der Einrichtung 1 in Wirkverbindung, so daß gleiche Drücke herrschen. Innerhalb eines sich an den Gehäuseinnenraum 11 anschließenden Kolbenraumes 12 ist ein abgedichteter Kolben 13 angeordnet, der zwischen zwei Endlagen 14, 15 hin und her beweg­ bar ist. Diese alternierende Bewegung des Kolbens 13 wird mittels eines in ei­ nem Pneumatikzylinder 16 angeordneten als Betätigungselement dienenden Vor­ steuerkolbens 17 realisiert, dessen Kolbenstange 18 mit der zugehörigen Stirn­ fläche 19 des Kolbens 13 verbunden ist. Auf der dem Vorsteuerkolben 17 ab­ gewandten Stirnseite 20 wirkt der Kolben 13 mit einem Rückschlagventil 21 zu­ sammen, das sich über eine Druckfeder 22 an einem stationären Ventilsitz 23 abstützt. Auf der dem Kolbenraum 12 abgewandten Seite des Ventilsitzes 23 ist ein ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildetes, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkendes Sperrventil 24 vorgesehen, das analog zu dem Rückschlag­ ventil 21 mit einer Druckfeder 25 zusammenwirkt, die sich am rückwärtigen Wandabschnitt 26 einer Abschlußkappe 27 abstützt. Sowohl das Rückschlag­ ventil 21 als auch das Sperrventil 24 sind über entsprechende Dichtungsele­ mente 28, 29 gegenüber den korrespondierenden Bauteilen, nämlich dem Kolben 13 und dem Ventilsitz 23, abgedichtet. Die den Kolbenraum 12 gegenüber dem Gehäuseinnenraum 11 abschließende Rückwand 30 weist Durchtrittsöffnungen 31 auf. Gleiches gilt für den Kolben 13, der ebenfalls mit Durchtrittsöffnungen 32 versehen ist, so daß der sich im Westeninnenraum 9 jeweils einstellende Druck in der Ruhestellung des Kolbens 13 auch an der Dichtung 28 des Rück­ schlagventiles 21 ansteht am Gehäuse 2 der Einrichtung 1 ist ein Anschluß 33 für einen hier nur angedeuteten Inflatorschlauch 34 vorgesehen, über welchen Druckluft von der nicht weiter dargestellten Preßluftflasche durch die Vorsteuer­ druckluftzuleitung 35 dem Vorsteuereinlaßventil 6 zugeführt werden kann, das bei entsprechender Betätigung Luft in die Ausnehmung 11 und somit in den We­ steninnenraum 9 einbringen kann. Dies ist im Bereich 36 angedeutet. Wie be­ reits angesprochen, ist das Vorsteuerauslaßventil 5 als 4/2-Wegeventil ausgebil­ det, wobei vier Anschlüsse und zwei Schaltstellungen realisierbar sind. Die bei­ den Ausgänge des Vorsteuerauslaßventiles 5 werden über die Zuleitungen 37, 38 auf die Eingänge des Pneumatikzylinders 16 geführt, d. h. die Zuleitung 37 auf die Ringfläche zum Einfahren des Vorsteuerkolbens 17 und die Zuleitung 38 auf die Kolbenfläche zum Ausfahren des Vorsteuerkolbens 17. Infolge der festen Verbindung des Vorsteuerkolbens 17 mit dem Kolben 13 wird dieser in analoger Weise innerhalb des Kolbenraumes 12 zwischen den Endlagon 14 und 15 alter­ nierend hin und her bewegt. In Ruhestellung des Vorsteuerauslaßventiles 5 ist der Druck hierbei auf die Ringfläche geleitet, so daß der Vorsteuerkolben 17 ein­ gefahren ist und der Kolben 13 sich im unteren Totpunkt (Endlage 14) befindet. Bei Ansteuerung des Vorsteuerauslaßventiles 5 wird der Druck über die Leitung 38 auf die Kolbenfläche des Vorsteuerkolbens 17 geleitet, so daß derselbe aus­ fährt und den Kolben 13 gegen die Federkraft der Druckfeder 22 in Richtung des oberen Totpunktes (Endlage 15) bewegt. In gleicher Weise wird das Sperrventil 24 gegen die Federkraft der Druckfeder 25 ausgelenkt und vom Ventilsitz 23 abgehoben. Sofern in dieser Position Luft im Kolbenraum 12 vorhanden gewesen wäre, würde diese durch den mit einer konzentrischen Durchgangsbohrung 39 ausgerüsteten Ventilsitz 23 und die in der Abschlußkappe 27 vorhandenen Durchgangsöffnungen 40 an das die Weste 4 umgebende Medium abgegeben werden. Dem Vorsteuerauslaßventil 5 nachgeschaltet ist ein Rückschlagventil 62, durch welches das Eindringen von Wasser in den Raum 7 verhindert wird.

Fig. 2 zeigt den Arbeitstakt des Ansaugens der Luft aus dem Westeninnenraum 9 in den Kolbenraum 12 Die Strömungsrichtung ist hierbei mit Pfeilen darge­ stellt. Das Vorsteuerauslaßventil 5 befindet sich in diesem Zustand in Ruhestel­ lung, d. h. daß die Feder 46 desselben das Ventil 5 in eine Position drückt, das von der Vorsteuerdruckluftzuleitung 35 Druckluft über die Kreuzstellung des Ventiles 5 auf die Ringfläche des Pneumatikzylinders 16 geleitet wird und der Vorsteuerkolben 17 demzufolge einfährt, wodurch der Kolben 13 in Richtung der Endlage 14 bewegt wird. Das elektrisch stromlos geschaltete Vorsteuerauslaß­ ventil 5 ist hierbei in einer solchen Position, daß der Druck in der Zuleitung 38 über die Abluftleitung 41 abgebaut werden kann, in welcher das in Fig. 1 an­ gesprochene Rückschlagventil 62 eingesetzt ist. Durch die Bewegung des Kol­ bens 13 in Richtung seiner Endlage 14 wird die Luft aus dem Westeninnenraum 9 über die Durchtrittsöffnungen 31 in der Rückwand 30 und die Durchtrittsöff­ nungen 32 im Kolben 13 sowie das nunmehr aufgrund des sich einstellenden Unterdruckes im Kolbenraum 12 abgehobene Rückschlagventil 21 in den Kolben­ raum 12 gesaugt. Das Sperrventil 24 ist hierbei noch geschlossen, aufgrund des Unterdruckes im Kolbenraum 12 relativ zum Druck des umgebenden Mediums und aufgrund der Vorspannung der Feder 25.

Fig. 3 zeigt nun den Arbeitstakt des Verdrängens der Luft aus dem Kolbenraum 12 Auch hier ist die Strömungsrichtung durch Pfeile markiert. Das Vorsteuer­ auslaßventil 5 ist hierbei elektrisch angesteuert, d. h. in Durchlaßrichtung ge­ schaltet, und zwar von der Vorsteuerdruckluftzuleitung 35 zu der Zuführleitung 38 bzw. auf den kolbenseitigen Eingang des Vorsteuerkolbens 17, wodurch der Kolben 13 gegen die Feder 22 ausgelenkt wird und die Luft im Kolbenraum 12 zunächst komprimiert wird, bis das Sperrventil 24 gegen die Kraft der Feder 25 öffnet und die Luft aus dem Kolbenraum 12 heraus durch die Durchgangsboh­ rung 39 im Ventilsitz 23 sowie die Durchgangsöffnungen 40 in der Kappe 27 in das die Weste 4 umgebende Medium abgegeben wird. Nachdem der Kolben 13 seinen oberen Totpunkt (Endlage 15) erreicht hat bzw. keine weitere Luft ver­ drängt wird, schließt das Sperrventil 24 aufgrund der Kraft der Feder 25. Der Luftvolumenstrom ergibt sich aus der Folge von einem oder mehreren Ar­ beitstakten. Soll wenig Luftvolumenstrom eingestellt werden, d. h. mit kleiner Arbeitstaktfrequenz gearbeitet werden, kann der Kolben 13 so lange in seinem oberen Totpunkt bleiben, bis der nächste Hub ausgeführt werden soll. Wahl­ weise kann der Kolben 13 auch in Ausgangsstellung gefahren werden, um dort bis zum nächsten Arbeitstakt in Ruhestellung zu verweilen. Am Rückschlagventil 21 ist ein axialer Ansatz 63 angeformt, dessen axiale Erstreckung in der Endlage 15 des Kolbens 13 bis über die Dichtung 29 hinaus geht. Dies dient dem Zweck, daß, sofern noch Druckluftanteile im Kolbenraum 12 vorhanden sein sollten und deren Druck nun geringer ist als die Kraft der Feder 25, das Sperrventil 24 wie­ der schließen würde, nunmehr jedoch auf der Stirnfläche 64 des Ansatzes auf­ sitzt, da der Kolben 13 noch nicht in die andere Richtung bewegt wird. Der Öff­ nungshub des Sperrventiles 24 relativ zum Ventilsitz 23 sowie des Rückschlag­ ventiles 21 zum Kolben 13 wird vorzugsweise (nicht dargestellt) gemessen und die Umsteuerung des Vorsteuerkolbens 17 und somit des Kolbens 13 dement­ sprechend eingeleitet.

Fig. 4 zeigt in schematische Darstellung das Schaltschema gemäß den Fig. 1 bis 3. Erkennbar sind die Rettungsweste 4 samt Westeninnenraum 9, das 2/2 Vorsteuereinlaßventil 6, das ein Proportional-Wegeventil ist, das 4/2 Vorsteuer­ auslaßventil 5, das ebenfalls ein Proportional-Wegeventil ist, der Pneumatikzylin­ der 16 samt Vorsteuerkolben 17, Kolbenstange 18 und Kolben 13, das Rück­ schlagventil 21 samt zugehöriger Feder 22, das ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildete Sperrventil 24 samt zugehöriger Feder 25. Das Vorsteuereinlaß­ ventil 6 wird über den Inflatoranschluß 33 und die Vorsteuerdruckluftzuleitung 35 beaufschlagt und endet im Bereich 36 des Westeninnenraumes 9. Durch Be­ tätigung des Vorsteuereinlaßventiles 6 wird Druckluft in den Westeninnenraum 9 geleitet, wodurch der Auftrieb des hier nicht weiter dargestellten Tauchers er­ höht wird. Über die Leitung 32 wird das Vorsteuerauslaßventil 5 beaufschlagt, wobei Druckluft über die Leitungen 37 bzw. 38 zum Kolbenraum bzw. zum Ring­ raum des Vorsteuerkolbens 17 geführt wird. In Abhängigkeit von der jeweiligen Strömungsrichtung wird der Vorsteuerkolben 17 und der damit verbundene Kol­ ben 13 alternierend auf und ab bewegt, und zwar zwischen den jeweiligen End­ lagen 14 und 15. In Abhängigkeit der bereits vorher dargelegten Ansaug-, Kom­ pressions- und Verdrängungsphase wird Luft über die hier als Strich dargestell­ ten Durchtrittsöffnungen 31 in den Kolbenraum 12 gesaugt, hier komprimiert und aus diesem heraus über die Durchgangsöffnungen 40 an das Umgebungs­ medium abgegeben.

Fig. 5 zeigt ein alternatives Schaltschema zu Fig. 4. Anstelle des 4/2 Wege­ ventiles gemäß Fig. 2 ist in Fig. 5 lediglich ein 3/2 Wegeventil 43 vorgese­ hen, das über eine Leitung 44 kolbenbodenseitig auf den Vorsteuerkolben 17 einwirkt. Die Rückstellung des Vorsteuerkolbens 17 erfolgt in diesem Fall mittels einer entsprechend dimensionierten Rückstellfeder 45, sobald die Kolbenfläche des Pneumatikzylinders 16 drucklos gegen Abluft geschaltet ist. Ansonsten er­ folgt die Steuerung wie bei dem 4/2 Wegeventil gemäß Fig. 4.

Fig. 6 zeigt ein zu Fig. 5 alternatives Schaltschema, wobei abweichend zu den Fig. 1 bis 4 der Vorgang des Luftansaugens, Komprimierens und Ver­ drängens anders herbeigeführt wird. Die in dieser Figur dargestellten Bauteile können analog zu den Bauteilen gemäß den Fig. 1 bis 4 in dem Gehäuse 2 (hier nicht dargestellt) vorgesehen werden. Gleiches gilt für die Zufuhr von Druckluft aus dem Bereich des Inflatorschlauches 47, der hier lediglich angedeu­ tet ist. Ferner sind folgende Bauteile schematisch dargestellt: die Weste 48: das Lufteinlaßventil 49, das über die Leitung 50 (Vorsteuerdruckluftzuleitung) mit dem Inflatorschlauch 47 verbunden ist; das als 2/2 Proportionalwegeventil aus­ gebildete Vorsteuerauslaßventil 51, das ebenfalls über eine Leitung 52 mit dem Inflatorschlauch 47 verbunden ist; eine motorisch wirkende Einheit 53; eine ro­ tatorisch wirkende Pumpe 54, die über eine Welle 55 mit dem Motor 53 verbun­ den ist und über eine weitere Leitung 56 mit dem Innenraum 57 der Weste in Wirkverbindung steht. Bei dieser alternativen Lösungsform wird die motorisch wirkende Pneumatikeinheit 53 über das 2/2 Wegeproportionalventil 51 mit Druckluft beaufschlagt und dadurch in Drehbewegung versetzt. Die Drehbewe­ gung der motorischen Einheit 53 wird nun genutzt, um die als Pumpe wirkende rotatorische Pneumatikeinheit 54 mechanisch über die Welle 55 anzutreiben, wodurch die Einheit 54 Luft über die Leitung 56 aus dem Westeninnenraum 57 ansaugt und diese über die Leitung 58, in die ein Rückschlagventil 59 eingesetzt ist, in das umgebende Medium verdrängt. Das Rückschlagventil 59 verhindert hierbei das Eindringen von Wasser in den Pumpenraum und somit auch in den Innenraum 57 der Weste 48. Die Höhe des Volumenstromes O (m³/min) wird hierbei erfaßt, indem über eine Meßeinrichtung 60 die Drehzahl n (U/min) der Einheit 54 bzw. 53 gemessen wird und mit dem Fördervolumen VG (m³/U) der Einheit 54 multipliziert wird.

Q = VG×n

Zur Erfassung der aus dem Westeninnenraum 57 angesaugten Luftmenge V kann entweder der Luftvolumenstrom über die Zeit mathematisch integriert wer­ den (V =∫ Q dt) oder durch direkte Erfassung der Anzahl der Umdrehungen der Einheit 54 über die Meßeinrichtung 60 und durch innerhalb einer Rechnereinheit 61 schrittweisen Summierung der pro Umdrehung geförderten Luftmenge der Einheit 54 die aktuell angesaugte Luftmenge erfaßt werden.

Claims (49)

1. Verfahren zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Ret­ tungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerätetauchern, indem eine vorgebbare Luftmenge bzw. vorgebbare Luftmengenanteile durch einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Ansaug-, Kompressions- und Verdrängungsvorgang aus dem Innenraum (9, 57) der Schwimm- und Ret­ tungsweste (4, 48) an das sie umgebende Medium abgegeben wird bzw. werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugen, Komprimieren und Verdrängen der Luft taktweise mit vorgebbarer Fre­ quenz erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des kombinierten Ansaugens, Komprimierens und Verdrän­ gens der Luft mittels eines einen Kolben (13) zwischen zwei Endlagen (14, 15) hin und her bewegenden Betätigungselementes (17) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Endlagen (14, 15) des Kolbens (13) durch minde­ stens einen Endschalter ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der jeweiligen Endlage (14, 15) des Kolbens (13) der Umschaltvorgang zur Richtungsumkehr des Kolbens (13) eingelei­ tet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (13) mit einstellbarem Hub zwischen seinen Endlagen (14, 15) bewegt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolbengeschwindigkeit entsprechend einer Sinus­ funktion gesteuert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kolben (13) in mindestens einer seiner Endlagen (14, 15) über vorgebbare Zeiteinheiten in bezug auf seine Geschwindigkeit auf den Wert 0 gesetzt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Öffnungshub des Rückschlagventiles (21) und des Sperrventiles (24) gemessen wird und in dieser Abhängigkeit die Um­ schaltvorgänge des Kolbens (13) gesteuert werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Taktfrequenz des Kolbens (13) durch ein Proportio­ nalventil (5), insbesondere ein Proportional-Wegeventil, gesteuert wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der jeweilige Hub des Kolbens (13) gemessen und mit einem vorgebbaren Sollhub verglichen wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (17) mit dem Kolben (13) verbunden und durch das Proportionalventil (5) beaufschlagt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch eine als Pumpe wirkende rotatorische Einheit (54) angesaugt wird, die ih­ rerseits mechanisch durch eine motorisch wirkende Einheit (53) angetrie­ ben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die motori­ sche Einheit (53) mit Druckluft, insbesondere aus dem Bereich des Infla­ torschlauches (47), versorgt wird.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft in Bezug auf die Höhe des Volumenstromes über ein Ventil (51) eingestellt wird.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Volumenstromes über ein Proportionalwegeventil (51) stu­ fenlos eingestellt wird.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvolumenstrom errechnet wird und zwar durch Messung der Dreh­ zahl der rotatorischen und/oder motorischen Einheit (54, 53) und Multipli­ kation dieses Wertes mit dem Fördervolumen der Einheit (54).

18. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Luftvolumen rechnerisch ermittelt wird, indem der Luftvo­ lumenstrom mathematisch über die Zeit integriert wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Luftvolumen rechnerisch ermittelt wird, indem das pro Umdrehung geförderte Luftvolumen der Einheit (54) schrittweise direkt aufsummiert wird.

20. Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Ret­ tungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerätetauchern, mit minde­ stens einem mit der Schwimm- und Rettungsweste (4) in Wirkverbindung stehenden Gehäuse (2), das mindestens ein Ventil (5) beinhaltet, durch das ein mittels eines Betätigungselementes (17) betätigbarer Kolben (13) zwischen zwei Endlagen (14, 15) innerhalb eines Kolbenraumes (12) be­ wegbar ist, der durch seine alternierende Bewegung in luftansaugender, luftkomprimierender sowie luftverdrängender Weise mindestens ein nach­ geschaltetes Rückschlagventil (21) sowie mindestens ein Sperrventil (24) betätigt.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) außerhalb der Schwimm- und Rettungsweste (4) vorgesehen und über einen Einlaßbereich (10, 11) mit dem Westeninnenraum (9), insbesondere lösbar (3), verbunden ist.

22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) bzw. dessen wesentliche davon umschlossenen Bauteile im Bereich des Innenraumes der Schwimm- und Rettungsweste angeordnet ist bzw. sind.

23. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) ein Anschluß (33) für einen Inflator­ schlauch (34) vorgesehen ist.

24. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (33) über mindestens eine Vorsteuer­ druckluftzuleitung (35) mit mindestens einem im Bereich des Gehäuses (2) vorgesehenen Vorsteuerauslaßventil (5) und/oder Vorsteuereinlaßventil (6) verbunden ist.

25. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerauslaßventil (5) ein 3/2 Wegeventil ist.

26. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerauslaßventil (5) ein 4/2 Wegeventil ist.

27. Einrichtung nach den Ansprüchen 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerauslaßventil (5) ein Proportionalwegeventil ist.

28. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerauslaßventil (5) über entsprechende Verbindungsleitungen (37,38) an einen Pneumatikzylinder (16) ange­ schlossen ist, der einen als Betätigungselement dienenden Vorsteuerkol­ ben (17) beinhaltet, wobei eine der Zuleitungen (38) kolbenbodenseitig und die andere (37) kolbenringseitig vorgesehen ist.

29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteu­ erkolben (17) koaxial zum Kolben (13) angeordnet und mit diesem ver­ bunden ist.

30. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) innerhalb des Kolbenraumes (12) zwischen einer Rückwand (30) und einem stationären Ventilsitz (23) be­ wegbar ist, wobei der Vorsteuerkolben (17) im Bereich der Rückwand (30) vorgesehen ist.

31. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Rückwand (30) als auch der Kolben (13) mit Durchtrittsöffnungen (31, 32) versehen sind, wobei die Durchtrittsöff­ nungen (31) in der Rückwand (30) mit dem Innenraum (9) der Schwimm- und Rettungsweste (4) in Wirkverbindung stehen.

32. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (21) koaxial zum Kolben (13) vorgesehen und auf der dem Vorsteuerkolben (17) abgewandten Seite ab­ gedichtet (28) an der korrespondierenden Stirnfläche des Kolbens (13) an­ liegt.

33. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Rückschlagventil (21) und dem Ventilsitz (23) eine Feder, insbesondere eine Druckfeder (22) erstreckt.

34. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (23) mit mindestens einer Durchgangs­ bohrung (39) versehen ist.

35. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Rückschlagventil (21) abgewandten Seite des Ventilsitzes (23) das ebenfalls als Rückschlagventil ausgebil­ dete, jedoch in die entgegengesetzte Richtung wirkende Sperrventil (24) angeordnet ist.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperr­ ventil (24) koaxial zum Kolben (13) bzw. zum Rückschlagventil (21) vor­ gesehen ist und abgedichtet (29) an der korrespondierenden Stirnseite des Ventilsitzes (23) anliegt.

37. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sperrventil (24) und einem das Ge­ häuse (2) abschließenden Wandabschnitt (26) eine Feder, insbesondere eine Druckfeder (25), angeordnet ist.

38. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) in seinen Endlagen (14, 15) das Rückschlagventil (21) und/oder das Sperrventil (24) mechanisch betätigt.

39. Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rückschlagventiles (21) ventilsitzseitig ein in axialer Richtung sich er­ streckender koaxialer Ansatz (63) vorgesehen ist, der durch die koaxiale Durchgangsbohrung (39) im Ventilsitz (23) hindurchtritt und in der End­ lage des Kolbens (13) das Sperrventil (24) bis zur Beendigung des Ver­ drängungsvorganges in vom Ventilsitz (23) abgehobener Position hält.

40. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt (36) mit mindestens einer Durch­ gangsöffnung (40) versehen ist.

41. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt (26) durch eine lösbar mit dem Gehäuse (2) verbindbare Abschlußkappe (27) gebildet ist.

42. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 41, gekenn­ zeichnet durch ein Lufteinlaßventil (6), insbesondere ein 2/2 Wegeventil, das einerseits an die Vorsteuerdruckluftzuleitung (35) angeschlossen und andererseits über eine weitere Leitung (36) mit dem Innenraum (9) der Schwimm- und Rettungsweste (4) verbunden ist.

43. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ausgänge des Vorsteuerauslaßventiles (5), mit dem die Schwimm- und Rettungsweste (4) umgebenden Medium über eine weitere Leitung (41) verbunden ist.

44. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuereinlaßventil (6) und/oder das Vorsteu­ erauslaßventil (5) durch eine im Bereich der Schwimm- und Rettungsweste (4) vorgesehene Regelelektronik ansteuerbar ist bzw. sind.

45. Einrichtung zum Ablassen von Luft bzw. Gas aus Schwimm- und Ret­ tungswesten von Tauchern, insbesondere von Gerätetauchern, mit minde­ stens einem mit der Schwimm- und Rettungsweste (48) in Wirkverbindung stehenden Gehäuse, das mindestens ein Ventil (51, 49) beinhaltet, durch das eine motorisch wirkende Einheit (53), die mit einer als Pumpe wirken­ den rotatorischen Einheit (54) verbunden ist, angetrieben wird, die wie­ derum über eine Leitung (56) mit dem Innenraum (57) der Schwimm- und Rettungsweste (48) verbunden ist.

46. Einrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (51) ein 2/2 Proportionalwegeventil ist, das über eine Vorsteuerdruckluft­ zuleitung (52) mit dem Inflatorschlauch (47) in Wirkverbindung steht.

47. Einrichtung nach den Ansprüchen 45 und 46, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der rotatorischen Einheit (54) ein Rückschlagventil (59) vorgesehen ist.

48. Einrichtung nach den Ansprüchen 45 bis 47, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (60) zur Erfassung der Drehzahl der motorischen oder ro­ tatorischen Einheit (53, 54).

49. Einrichtung nach den Ansprüchen 45 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (60) mit einer Rechnereinheit (61) verbunden ist.