DE60001019T2 - Interne Luftpumpe für aufblasbare Gegenstände und Verfahren - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung:
• Die vorliegende Erfindung betrifft Luftpumpen. Etwas genauer betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen für eine Innen-Luftpumpe zur Verwendung mit Aufblasbarem, d. h. aufblasbaren Gegenständen, wie beispielsweise einer Luftmatratze, die eine dünnwandige, hochelastische, leichtgewichtige, robuste, langlebige, flexible Kunststoffkonstruktion beinhaltet, die selbstrückstellend und außerordentlich zuverlässig gegenüber Defekten ist.
Beschreibung des Standes der Technik:
• Der Stand der Technik bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen für Innen-Luftpumpen zur Verwendung mit aufblasbaren Gegenständen, wie z. B. Luftmatratzen. Die Verwendung von aufblasbaren Gegenständen, die aus modernen, leichtgewichtigen Kunststoffen hergestellt sind, hat in den vergangenen Jahren zugenommen. Aufblasbare Gegenstände finden sich heutzutage typischerweise bei Campingausrüstungen, mit Luft aufblasbaren Möbeln für Wohnbereiche und Strand, Liegegerätschaften für Swimmingpools, Wasserfahrzeugen usw. Es hat daher Fortschritte bei den Mitteln zum Aufblasen der Vielzahl von aufblasbaren Gegenständen gegeben.
• Aus der Vergangenheit bekannte aufblasbare Gegenstände und Objekte enthielten häufig schwergewichtigen Kunststoff, gummierte und andere synthetische Materialien, die sehr umständlich aufzublasen und zu transportieren waren. Typischerweise wurde eine externe Luftpumpe benötigt, um diese Gegenstände vor ihrer Verwendung aufzublasen. Diese aufblasbaren Gegenstände beinhalteten ein von außen zugängliches Luftventil, das mit der externen Luftpumpe, die zum Aufblasen des Gegenstandes verwendet wurde, kompatibel war. Nach Gebrauch war es gleichermaßen notwendig, die in den aufblasbaren Gegenstand gepumpte Luft vor dessen Zusammenlegung und Lagerung herauszulassen.
• Mit dem Aufkommen von leichtgewichtigen, robusten Kunststoffmaterialien, die heutzutage zur Herstellung von aufblasbaren Gegenständen verwendet werden, haben sich Änderungen in der Art und Weise eingestellt, in der diese Gegenstände aufgeblasen werden. Ganz allgemein sind blockförmige Konstruktionen bekannt, die als Schaumfeder- oder schaumaktivierte Luftpumpen bezeichnet werden und die als Luftpumpenmechanismus verwendet werden. All diese Konstruktionen haben gewisse Eigenschaften gemeinsam, die beinhalten: (a) der Schaumfeder- bzw. schaumaktivierte Mechanismus ist innerhalb einer kleinen Luftkammer oder einem Gehäuse der Luftpumpe angeordnet, welches seinerseits innerhalb einer äußeren, größeren Luftmatratzenkammer angeordnet ist, und (b) all diese Pumpen des Schaumfedertyps besitzen einen Einlassanschluss und eine Auslassanschluss zum Einfüllen und Ablassen von Luft. Eine solche Pumpe ist aus DE- U-93 08 870 bekannt.
• Als ein erstes Beispiel ist eine Luftmatratze bekannt, die eine in einer aufblasbaren Kammer enthaltene Pumpe aufweist. Die Pumpe steht über die Einlass- und Auslassanschlüsse in einer Fluidverbindung mit der aufblasbaren Kammer. An den Einlass- und Auslassanschlüssen der Pumpe angeordnete Einwegventile steuern den Luftstrom von der Pumpe zu der aufblasbaren Kammer einer Luftmatratze. Die Pumpe enthält einen kompakten Block eines elastischen, geschlossenporigen Schaums als Pumpmaterial, das als eine Art Kolbenkopf arbeitet, der Luft aus dem Austrittskanal und in die aufblasbare Matratze hineindrückt. Wenn ein Fußdruck gelockert wird, entspannt sich der leicht zusammengepresste, kompakte Block aus Schaum, das Luft- Einlassventil öffnet sich, um Luft in das innere Gehäuse zu ziehen und das Auslassventil schließt sich.
• Als ein zweites Beispiel ist eine Luftmatratze bekannt, die in sich eine Pumpe mit einer Kammer variablen Volumens beinhaltet, welche aus einem flexiblen Deckmaterial gebildet ist. Innerhalb der Kammer ist ein großer Block eines offenporigen Schaummaterials angeordnet, welches die Kammer auf ihr maximales. Volumen aufspannt. Ein Luftauslass, der ein Einwegventil beinhaltet, verhindert, dass Luft aus dem Inneren der Kammer nach außen dringt, während ein Lufteinlass bei einer Pumpaktion offen gehalten wird und gezielt durch die Hand eines Bedieners geschlossen wird. Bei einem Kompressionsvorgang drückt der Fuß den großen Block aus offenporigem Schaummaterial nach unten, um Luft aus der Auslassanschluss zu dem aufblasbaren Gegenstand zu drücken. Beim Anheben des Fußes entspannt sich der Schaumblock und die Ventile öffnen die Einlassöffnung und schließen die Auslassöffnung.
• Als ein anderes Beispiel ist eine selbstaufblasende Luftmatratze bekannt, die eine Luftkammer und eine darin angeordnete Schaumplatte beinhaltet. Die Luftkammer ist von oberen und unteren Deckplatten begrenzt und ein Ventil ermöglicht einen Luftdurchtritt in die und aus der Luftkammer. Die Schaumplatten besitzen hindurchgehende Öffnungen und die obere und untere Deckplatte sind über die Öffnungen in der Schaumplatte direkt mechanisch miteinander verbunden. Als Folge davon braucht die Schaumplatte mechanisch nicht mit der oberen und unteren Deckplatte verbunden zu werden und es ergibt sich ein verbesserter Luftstrom innerhalb der Kammer. Eine solche Luftpumpe ist aus GB-A-2 287 402 bekannt. Als ein weiteres Beispiel ist eine Luftmatratze bekannt, die einen aufblasbaren und entleerbaren, flexiblen Körper beinhaltet, der eine Luftkammer mit einem elastischen Mittel umschließt, welcher die gegenüberliegenden oberen und unteren Wände des Körpers auseinander hält, jedoch nachgiebig ist, um ein Entleeren und Zusammenfalten des Körpers zu ermöglichen. Eine solche Luftpumpe ist aus der DE-A-40 34 593 bekannt.
• Als ein letztes Beispiel ist eine Luftpumpe bekannt, die eine Anzahl von aufblasbaren Kammern beinhaltet, die einen geschlossenen Behälter ausbilden, der eine Pumpenkammer umgrenzt. Der Behälter ist mit Einweg-Einlass- und -Auslassventilen versehen, um den Pumpvorgang zu bewerkstelligen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Behälter zylindrisch mit sieben bis neun länglichen Luftkammern, die die Wände der Kammer ausbilden. Die Enden des zylindrischen Behälters sind mit den Einlass- und Auslassventilen versehen.
• Es besteht daher ein Bedürfnis auf diesem Fachgebiet nach einer Innen-Luftpumpe für aufblasbare Gegenstände, die eine dünnwandige, hochelastische, leichtgewichtige, robuste, langlebige, flexible Kunststoffkonstruktion aufweist, bei der die gesamte Luftpumpe selbstzurückstellend und hochgradig zuverlässig gegenüber Defekten ist, ein Aufblasen des aufblasbaren Gegenstandes auf einen bestimmten Luftdruck ermöglicht und ein Design beinhaltet, dass das von der Pumpe zu dem aufblasbaren Gegenstand austretende Luftvolumen maximiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Kurz gesprochen und in allgemeinen Begriffen bietet die vorliegende Erfindung eine neue und verbesserte Innen-Luftpumpe zur Verwendung bei Aufblasbarem, d. h. aufblasbaren Gegenständen. Die Innen-Luftpumpe ist innerhalb eines aufblasbaren Gegenstandes angeordnet, wie z. B. einer Luftmatratze, aber sie kann auch zum Einbringen von Luft in ein aufblasbares Möbelstück, ein aufblasbares Wasserfahrzeug oder ein auf dem Boden aufzustellendes Schwimmbecken mit aufblasbaren Seiten verwendet werden. Die Innen-Luftpumpe ist ferner für eine einfache Bedienung vorgesehen, da sie durch eine Pumpbetätigung mit dem Fuß eines Bedieners betrieben wird. Die neue und nicht-naheliegende Innen-Luftpumpe ist im Allgemeinen innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes an einer Stelle angeordnet, die dessen Verwendung nicht behindert. Weiterhin besitzt die Innen-Luftpumpe eine dünnwandige, hochelastische, leichtgewichtige, langlebige, flexible Kunststoffkonstruktion. Die Innen-Luftpumpe stellt sich bei jedem Arbeitstakt von selbst zurück, um den nächsten Arbeitstakt vorzubereiten. Auf Grund ihrer robusten Konstruktion ist die Innen-Luftpumpe hochgradig zuverlässig gegenüber Defekten, ermöglicht ein Aufblasen bis zu bestimmten Luftdrücken und beinhaltet ein Design, dass das aus der Pumpe zu dem aufblasbaren Gegenstand austretende Luftvolumen maximiert.
• Die erfindungsgemäß Innen-Luftpumpe für aufblasbare Gegenstände besitzt eine im Allgemeinen rechteckige Form, aber sie kann auch eine ovale oder eine andere geeignete Form annehmen. Die Luftpumpe beinhaltet eine dünnwandige, flexible äußere Hüllschicht mit einer durchgehenden Seitenwand, die als Gehäuse für die innenliegenden Bestandteile dient. Eine Dachschicht und eine Bodenschicht sind an die äußere Hüllschicht angefügt, um die Umhüllung zu vervollständigen. Innerhalb der äußeren Hüllschicht ist eine Sandwichschicht angeordnet, und sie enthält ein elastisches Polymermaterial, dass das selbstrückstellende Gedächtnis für die Luftpumpe darstellt. Ein oder mehrere Einlassventile sind in der Deckschicht angeordnet und ein oder mehrere Auslasskanäle sind mit der äußeren Hüllschicht verbunden, um Luft in den aufblasbaren Gegenstand abzugeben.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine Luftpumpe, die im Innern eines aufblasbaren Gegenstandes angeordnet ist, um diesen mit Luft zu füllen. Die erfindungsgemäße Luftpumpe ist leichtgewichtig und innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes einfach eingebunden und sie kann dazu verwendet werden, den Gegenstand bis auf einen gewünschten Luftdruck aufzupumpen. In ihrem einfachsten Ausführungsbeispiel besitzt die Innen-Luftpumpe eine Konstruktion mit einer äußeren Hüllschicht mit einer durchgehenden Seitenwand, einer Dachschicht und einer Bodenschicht, die eine umschlossene, innere Pumpenkammer umgrenzen. Eine innere Sandwichschicht ist neben der äußeren Hüllschicht angeordnet und beinhaltet einen elastischen Bestandteil. Zumindest ein Luft-Einlassventil ist in der Dachschicht angeordnet, um Luft in die innere Pumpenkammer hereinzulassen. Des Weiteren sind ein oder mehrere Auslasskanäle in der äußeren Hüllschicht angeordnet, um Luft aus der inneren Pumpenkammer zu dem aufblasbaren Gegenstand zu entleeren. Eine auf die Luftpumpe einwirkende äußere Kraft treibt Luft von der inneren Pumpenkammer zu den Auslasskanälen. Der elastische Bestandteil ermöglicht, dass sich die Luftpumpe von selbst wieder zurückstellt, nachdem die äußere Kraft entfernt ist.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zwischen der äußeren Hüllschicht und der inneren Sandwichschicht ein Durchgang ausgebildet. Zusätzlich sind eine Vielzahl von Löchern in der Sandwichschicht ausgebildet. Die Kombination der Vielzahl von Löchern mit dem Durchgang stellt einen alternativen Weg zum Auslassen von Luft aus der inneren Pumpenkammer zu den Auslasskanälen dar, wenn die äußere Kraft auf die Luftpumpe einwirkt. Dieser alternative Weg besteht in Ergänzung zu dem direkten Weg, der aus der inneren Pumpenkammer über die Löcher direkt zu den Auslasskanälen besteht. Das Auslassen von Luft aus der inneren Pumpenkammer wird so maximiert, was das Leistungsvermögen der Luftpumpe beim Befüllen des aufblasbaren Gegenstandes mit Luft verbessert. Zusätzlich beinhaltet das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Schraubkappe, die mit dem oberen Ende des in der Dachschicht der Luftpumpe angeordneten, schraubbaren Luft-Einlassanschlusses zusammenpasst. Die Kappe stellt sicher, dass ein Entweichen von Luft aus der inneren Pumpenkammer durch die Ventilklappe des Lufteinlasses verhindert wird. Schließlich bestehen die meisten der Bestandteile des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Innen-Luftpumpe aus Polyvinylchlorid (PVC), das leichtgewichtig, flexibel und robust ist. Andere geeignete Polymermaterialien können aber ebenso verwendet sein.
• Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden detaillierteren Beschreibung in Kombination mit den beiliegenden Zeichnungen, welche die Erfindung an Hand eines Beispiels darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Innen-Luftpumpe für aufblasbare Gegenstände nach der vorliegenden Erfindung mit einem Schnitt, der eine äußere Hüllschicht, eine Sandwichschicht mit einem inneren, elastischen Bestandteil, der an dem Rand einer inneren Kammer liegt, einem Luft-Einlassanschluss, und mehreren gestrichelt gezeichneten Luft- Austrittskanälen zeigt, wobei die gezeigte Innen-Luftpumpe in einer geeigneten Umgebung, wie etwa einer aufblasbaren Matratze, dargestellt ist.
• Fig. 2 ist eine vergrößerte, perspektivische Frontansicht der Innen-Luftpumpe aus Fig. 1, die noch deutlicher die äußere Hüllschicht, die innerhalb der äußeren Hüllschicht angeordnete und am Rand der inneren Kammer liegende Sandwichschicht, eine Vielzahl von in der Sandwichschicht ausgebildeten Löchern, das in dem Dach der Innen-Luftpumpe angeordnete Luft-Einlassventil sowie die mehreren Auslasskanäle zeigt, die mit der äußeren Hüllschicht verbunden sind.
• Fig. 3 ist eine rückwärtige Seitenansicht der Innen-Luftpumpe aus Fig. 1 mit einem Schnitt, der die äußere Hüllschicht, die Sandwichschicht, die Vielzahl von in einer rückwärtigen Sandwichschicht ausgebildeten Löchern, das Luft-Einlassventil, einen der mehreren Auslasskanäle sowie das Dach und den Boden der Innen-Luftpumpe zeigt.
• Fig. 4 ist eine seitliche Seitenansicht der Innen-Luftpumpe aus Fig. 1 mit einem Schnitt, der die äußere Hüllschicht, die Sandwichschicht, die Vielzahl von in einer seitlichen Sandwichschicht ausgebildeten Löchern, das Luft-Einlassventil, einen der mehreren Auslasskanäle sowie das Dach und den Boden der Innen-Luftpumpe zeigt.
• Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Innen-Luftpumpe aus Fig. 1 von oben mit einem Schnitt, der die von der Sandwichschicht und der äußeren Hüllschicht umgebene, innere Pumpenkammer, das in dem Dach der Innen-Luftpumpe angeordnete Luft- Einlassventil und das Paar von Auslasskanälen zeigt, die in der äußeren Hüllschicht angeordnet sind.
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innen- Luftpumpe aus Fig. 1 entlang der Längsachsenlinie 6-6 aus Fig. 5, die die äußere Hüllschicht, die Sandwichschicht mit der Vielzahl von darin ausgebildeten Löchern, einen Schnitt des Luft-Einlassventils, das Dach und den Boden der Innen-Luftpumpe sowie Abschnitte von jedem der mehreren Luft-Auslasskanäle zeigt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innen-Luftpumpe 100 zur Verwendung beim Befüllen von Aufblasbarem, d. h. einem aufblasbaren Gegenstand 102, mit Luft sowie ein Verfahren dazu, wie in den Fig. 1 bis 6 nachfolgend gezeigt. Der aufblasbare Gegenstand 102 kann etwas beliebiges Aufblasbares beinhalten, das mit Luft oder einem anderen Gas befüllt werden muss, um funktionsfähig zu sein. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der aufblasbare Gegenstand 102 als eine Luftmatratze dargestellt. Der aufblasbare Gegenstand 102 kann jedoch auch ein mit Luft aufblasbares Möbelstück, ein mit Luft aufblasbares Wasserfahrzeug oder ein auf dem Boden anzuordnendes Schwimmbecken mit aufblasbaren Seiten sein.
• Es ist wesentlich anzumerken, dass die Innen-Luftpumpe 100 gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes 102 angeordnet ist, d. h. darin aufgenommen ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Des Weiteren sollte die Luftpumpe 100 innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes 102 so angeordnet sein, dass sie die Funktionalität des aufblasbaren Gegenstandes 102 nicht beeinträchtigt. Die in Fig. 1 gezeigte Luftpumpe 100 ist z. B. in der unteren linken Ecke des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftmatratze, angeordnet. In diesem Beispiel verringert die Anordnung der Luftpumpe 100 in der Ecke der Luftmatratze die Möglichkeit, dass die schlafende Körperhaltung einer darauf liegenden Person beeinträchtigt wird.
• Die in Fig. 1 gezeigte Anwendung stellt die Situation dar, bei der eine einzelne Luftpumpe 100 verwendet wird, um das gesamte Volumen des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftmatratze, mit Luft zu befüllen. Das Volumen der Luftmatratze könnte jedoch in isolierte Kammern unterteilt sein, wobei eine Luftpumpe 100 innerhalb jeder isolierten Kammer angeordnet ist. Diese Konfiguration würde zu mehreren Luftpumpen 100 führen, die in einem einzigen aufblasbaren Gegenstand 102 angeordnet sind. Ungeachtet der Anzahl von Luftpumpen 100, die in einem einzigen aufblasbaren Gegenstand 102 angeordnet sind, kann jede bequem von Hand bedient werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass jede der Luftpumpen 100 bedient werden kann, indem eine Pumpbetätigung mit dem Fuß einer Person erfolgt. Jede der Luftpumpen 100 könnte jedoch auch unter Verwendung von Hand, Arm oder eines anderen Körperteils betätigt werden.
• Weiterhin Bezug nehmend auf Fig. 1, jedoch insbesondere auf Fig. 2, wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Innen-Luftpumpe 100 beschrieben. Ganz generell wird die Luftpumpe 100 normalerweise als Pumpe mit einem elastischen Polymer eingestuft. Diese Art von Pumpen wird der Aufbringung einer Kraft, wie beispielsweise einem Fußdruck, unterzogen, um einen Betätigungstakt der Pumpe zu beginnen. Zusätzlich ist diese Art von Pumpe durch einen elastischen Vorgang am Ende jedes Taktes gekennzeichnet, der es der Pumpenkonstruktion ermöglicht, sich "selbst zurückzustellen", d. h. sich wiederherzustellen bzw. in den Ursprungszustand zu bringen, nachdem ein Fußdruck eingewirkt hat und anschließend von der Luftpumpe 100 entfernt wurde. Dieser selbstrückstellende Vorgang wird ermöglicht, indem man einen elastischen Bestandteil, wie z. B. natürliches Gummi, synthetisches Gummi, Latex, Schaum, Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan oder dgl. in der Pumpenkonstruktion integriert. Diese elastischen Materialien beinhalten ein Langzeitgedächtnis, das es der Luftpumpe 100 ermöglicht, Tausende von Arbeitstakten vor einem Defekt zu durchlaufen.
• Die Innen-Luftpumpe 100 gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine äußere Hüllschicht 104, die sich typischerweise aus einem beliebigen geeigneten, weichen, flexiblen Polymermaterial zusammensetzt. Die äußere Hüllschicht 104 ist in Form einer durchgehenden Seitenwand mit einer definierten vertikalen Abmessung ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt. Die durchgehende Seitenwand bedingt offensichtlich, dass sich die äußere Hüllschicht 104 selbst schließt, d. h. sie umgrenzt einen geschlossenen Raum. Die definierte vertikale Abmessung der äußeren Hüllschicht 104 deutet an, dass die vertikale Abmessung durch einen Parameter begrenzt ist. Der begrenzende Parameter ist die Höhe des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftmatratze, da die Luftpumpe 100 darin angeordnet ist.
• Die äußere Hüllschicht 104 beinhaltet eine Dachschicht 106 und eine Bodenschicht 108, die am besten in Fig. 2 gezeigt sind, jedoch auch in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigt sind. Die Dachschicht 106 und die Bodenschicht 108 setzten sich jeweils aus einem weichen, flexiblen Polymermaterial zusammen, wie etwa Polyvinylchlorid (PVC), so dass sie jeweils mit der äußeren Hüllschicht 104 kompatibel sind. Die Dachschicht 106 kann eine separate Schicht aus PVC sein, die mit dem oberen Ende der äußeren Hüllschicht 104 versiegelt ist, wie etwa durch Hochfrequenz-(HF)-Versiegelung oder durch Wärmeversiegelung oder mit Ultraschaltechniken, die auf dem Fachgebiet jeweils hinreichend bekannt sind. Gleichermaßen kann die Bodenschicht 108 eine separate Schicht aus PVC sein, die mit dem unteren Ende der äußeren Hüllschicht 104 durch ähnliche HF-, Wärme- oder Ultraschall-Abdichttechniken versiegelt ist. Die äußere Hüllschicht 104 und die separate Dachschicht 106 und Bodenschicht 108 bilden somit die Ränder der Luftpumpe 100, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt. Die Luftpumpe 100 wird in dieser Konfiguration dann innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes 102 angeordnet.
• Um die zur Verfügung stehenden Ressourcen bestmöglich auszunutzen, werden die Ober- und Unterseiten des aufblasbaren Gegenstandes 102, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, als Dachschicht 106 und Bodenschicht 108 verwendet. In Fig. 1 ist die Oberseite des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftmatratze, über der äußeren Hüllschicht 104 angeordnet. Gleichermaßen ist die Unterseite des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftmatratze, unterhalb der äußeren Hüllschicht 104 angeordnet. Da sowohl der aufblasbare Gegenstand 102 als auch die äußere Hüllschicht 104 aus einem flexiblen Polymermaterial, wie etwa Polyvinylchlorid, zusammengesetzt sind, können sie etwa durch HF-Versiegeln bequem miteinander verbunden werden, um die Ränder der Luftpumpe 100 auszubilden. Diese Konstruktion ist in Fig. 2 deutlich dargestellt, die zeigt, dass das Material, welches die Oberseite des aufblasbaren Gegenstandes 102 beinhaltet, durchgängig mit dem Material ist, welches die Dachschicht 106 ausbildet. Gleichermaßen ist das Material, das die Unterseite des aufblasbaren Gegenstandes 102 beinhaltet, durchgehend mit dem Material, das die Bodenschicht 108 ausbildet. Die Innen-Luftpumpe 100 wird damit in den aufblasbaren Gegenstand 102 integriert, was ein noch wirtschaftlicheres Design zur Folge hat.
• Neben der äußeren Hüllschicht 104 ist eine innere Sandwichschicht 110 angeordnet, wie dies in den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist. Die innere Sandwichschicht 110 ist direkt innerhalb und neben der äußeren Hüllschicht 104 angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich die innere Sandwichschicht 110 nur über die innere vertikale Seite der äußeren Hüllschicht 104 und bedeckt nur diese. Zwischen der äußeren Hüllschicht 104 und der inneren Sandwichschicht 110 befindet sich ein schmaler Luftdurchgang 112, der am besten in Fig. 5 gezeigt ist, jedoch auch in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigt ist. Dieser Luftdurchgang 112 wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 5 noch detaillierter erläutert.
• Die innere Sandwichschicht 110 setzt sich aus drei Schichtkomponenten zusammen. Eine erste Deckschicht 114 ist am nächsten zu der inneren vertikalen Seite der äußeren Hüllschicht 104 angeordnet, wie in den Fig. 2, 5 und 6 gezeigt ist. Eine zweite Deckschicht 116 ist parallel zu der ersten Deckschicht 114 und am weitesten von der Innenseite der äußeren Hüllschicht 104 entfernt angeordnet. Sowohl die erste Deckschicht 114 als auch die zweite Deckschicht 116 setzen sich aus einem weichen, flexiblen Polymermaterial, wie etwa Polyvinylchlorid (PVC), zusammen. Zwischen der ersten Deckschicht 114 und der zweiten Deckschicht 116 angeordnet befindet sich ein elastischer Bestandteil 118, der am besten in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die Funktion der ersten Deckschicht 114 und der zweiten Deckschicht 116 besteht darin, den elastischen Bestandteil 118 zwischen sich aufzunehmen, um ihm eine Stütze zu geben und den elastischen Bestandteil 118 in einer vertikalen Position zu halten. Diese Aufgabe wird durch HF-Versiegelung der Ober- und Unterseiten der ersten Deckschicht 114 und der zweiten Deckschicht 116 mit der Dachschicht 106 bzw. der Bodenschicht 108 erreicht, wie dies in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigt ist. Jeder dieser Bestandteile setzt sich aus flexiblen Polymermaterialien zusammen und ist daher für eine Verbindung mit den anderen geeignet. Der elastische Bestandteil 118, der aus natürlichem oder synthetischem Gummi, Latex, Schaum, EVA oder Polyurethan hergestellt ist, ist jedoch nicht mit der ersten Deckschicht 114 oder der zweiten Deckschicht 116 verbunden, obgleich er dazwischen aufgenommen ist.
• Die innere Sandwichschicht 110 mit dem darin eingeschlossenen elastischen Bestandteil wird somit in einer vertikalen Ausrichtung in Bezug auf das Innere des aufblasbaren Gegenstandes 102, d. h. der Luftkammer, gehalten. Diese Konstruktion verhindert, dass der elastische Bestandteil 118 sich aus seiner Position entfernt und zwischen der ersten Deckschicht 114 und der zweiten Deckschicht 116 zusammenklappt. Die innere Sandwichschicht 110 inklusive des elastischen Bestandteils 118 erstreckt sich nur über die innere vertikale Seite der äußeren Hüllschicht 104 und bedeckt nur diese.
• Die Kombination der äußeren Hüllschicht 104, der daneben liegenden inneren Sandwichschicht 110, der Dachschicht 106 und der Bodenschicht 108 bildet ganz allgemein den Rand einer inneren Pumpenkammer 120, wie dies am besten in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist. Bei der vorliegenden Erfindung weist die innere Pumpenkammer 120 eine im Allgemeinen rechteckige Form mit vier Wänden auf. Die Form der inneren Pumpenkammer kann jedoch auch kreisförmig oder auch oval sein. Jede der vertikalen Seiten der inneren Pumpenkammer 120 ist eine innere Sandwichschicht 110, wie in den Fig. 2 und. 6 gezeigt. Die innere Pumpenkammer 120 beinhaltet daher eine vordere, eine hintere, eine linke und eine rechte Seite der inneren Sandwichschicht 110, um die im Allgemeinen rechteckige Form bereitzustellen.
• Die innere Sandwichschicht 110 beinhaltet eine Vielzahl von darin ausgebildeten Löchern 122. Es sei angemerkt, dass die Löcher 122 nur durch die innere Sandwichschicht 110 und nicht durch die äußere Hüllschicht 104 ausgebildet sind. Die Funktion der Vielzahl von in der inneren Sandwichschicht 110 ausgebildeten Löcher 122 besteht darin, einen Durchgang bereitzustellen, der Luft aus der inneren Pumpenkammer 120 zu einem oder mehreren Auslasskanälen 124 leitet. Die Luftpumpe 110 funktioniert mit nur einem einzigen Auslasskanal 124 ausreichend. Der Bequemlichkeit halber zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel jedoch ein Paar bzw. eine Vielzahl von Auslasskanälen 124. In jedem Fall sind die Auslasskanäle 124 mit der äußeren Hüllschicht 104 verbunden (über HF-, Wärme- oder Ultraschallabdichttechniken), wie dies in den Fig. 3 bis 6 deutlich gezeigt ist. Die Auslasskanäle 124 setzen sich typischerweise aus einem robusten, rohrförmigen, flexiblen Polymermaterial zusammen, wie etwa Polyvinylchlorid (PVC).
• Ohne einen Fußdruck (angedeutet bei dem Bezugszeichen 126 in Fig. 3) oder wenn die gesamte Luft aus der inneren Pumpenkammer 120 ausgetreten ist, fallen die PVC-Auslasskanäle 124 in sich selbst zusammen, um einen Luftdurchtritt durch sie hindurch zu unterbrechen. Die Auslasskanäle 124 sind daher selbstschließend.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließen die Auslasskanäle 124 an entsprechende Auslassöffnungen an, die innerhalb der äußeren Hüllschicht 104 ausgebildet sind. Wenn ein Fußdruck 126 auf die Luftpumpe 100 ausgeübt wird, steigt der Luftdruck innerhalb der inneren Pumpenkammer 120. Der Ausstoß von Luft aus der inneren Pumpenkammer 120 in die Auslasskanäle 124 kann auf zwei verschiedenen Wegen geschehen. Auf dem direkten Weg wird der angestiegene Druck innerhalb der inneren Pumpenkammer 120 durch diejenigen Löcher 122 gedrückt, die mit einem der mehreren Auslasskanäle 124 fluchten. Unter diesen Umständen zwingt die unter Druck stehende Luft den Auslasskanal 124, sich zu öffnen und die austretende Luft hindurchzulassen.
• Auf dem alternativen Weg wird Luft ferner durch die anderen der Vielzahl von Löchern 122 gedrückt und gelangt in den schmalen Luftdurchgang 112, wie deutlich in Fig. 5 gezeigt. Der zwischen der äußeren Hüllschicht 104 und der inneren Sandwichschicht 110 angeordnete Luftdurchgang 112 ist direkt mit der Vielzahl von Auslasskanälen 124 verbunden. Demzufolge wird Luft, die durch die Löcher 122 in den schmalen Luftdurchgang 112 gelangt, ebenfalls aus den Auslasskanälen 124 herausgedrückt. Sobald die Luft aus der inneren Pumpenkammer 120 in den aufblasbaren Gegenstand 102 ausgetreten ist, fallen die PVC- Auslasskanäle 124 wieder in sich selbst zusammen (selbstschließend), um den Luftdurchtritt durch sie hindurch zu unterbrechen. Wenn somit ein Fußdruck 126 auf die Luftpumpe 100 ausgeübt wird, maximieren die zwei Austrittswege der Luft das Luftvolumen, das aus der inneren Pumpenkammer 120 in den aufblasbaren Gegenstand 102 austritt. Es sei angemerkt, dass alternativ hierzu jede Art von Einweg-Auslassventil vorgesehen sein kann, um die Auslasskanäle 124 zu verschließen, sobald der Fußdruck 126 entfernt wurde.
• Eintrittsluft wird in die innere Pumpenkammer 120 der Innen-Luftpumpe 100 über einen Lufteinlassanschluss 128 hineingeführt, wie dies deutlich in den Fig. 2, 5 und 6 gezeigt ist. Der Lufteinlassanschluss 128 sitzt oberhalb des Lufteinlassventils 130, wie dies am besten in den Fig. 3 und 6 gezeigt ist. Wenngleich das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen einzigen Lufteinlassanschluss 128 und ein einziges Lufteinlassventil 130 zeigt, versteht sich, dass zwei oder mehr Lufteinlassanschlüsse 128 und Lufteinlassventile 130 in der Luftpumpe 100 eingebunden sein können. Das Lufteinlassventil 130 ist von auf dem Fachgebiet bekannter Art und kann eine im Allgemeinen zylindrische Konstruktion mit einer verschwenkbaren Klappe 132 beinhalten, die an dessen Boden angeordnet ist (d. h. an einer Seite des Bodens des Lufteinlassventils 130 verschwenkbar angeordnet ist), wie dies in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigt ist. Die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 ist der Bestandteil, der das Lufteinlassventil 130 in Abhängigkeit von dem innerhalb der inneren Pumpenkammer 120 vorhandenen Luftdrucks öffnet und schließt. Die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 kann eine dünne Schicht aus einem flexiblen Polymermaterial, wie etwa Polyvinylchlorid, sein.
• Wenn der aufblasbare Gegenstand 102, d. h. die Luftmatratze, nicht verwendet wird, wird die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 durch die Schwerkraft nach unten gezogen, was dazu führt, dass das Einlassventil 130 leicht geöffnet ist. Wenn anschließend ein Fuß auf der Dachschicht 106 der Innen-Luftpumpe 110 abgestellt wird und einen Druck 126 auf diese ausübt, wie in Fig. 3 gezeigt, steigt der Luftdruck innerhalb der inneren Pumpenkammer 120 an. Unter diesen Bedingungen wird die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 zwangsläufig nach oben bewegt, um sich durch den im Inneren der inneren Pumpenkammer 120 erzeugten Gegendruck zu schließen (s. Fig. 4 und 6), was dann auch das Einlassventil 130 verschließt. Anschließend führt der im Inneren der inneren Pumpenkammer 120 angestiegene Druck dazu, dass sich die normalerweise geschlossenen Auslasskanäle 124 öffnen. Dann tritt Luft direkt aus der inneren Pumpenkammer 120 durch die Auslasskanäle 124 sowie aus dem schmalen Luftdurchgang 112 durch die Auslasskanäle 124 aus. Es versteht sich, dass während des Austrittstakts die gesamte Luftpumpe 110 einschließlich der äußeren Hüllschicht 104, der inneren Sandwichschicht 110 und der inneren Pumpenkammer 120 zusammengedrückt wird.
• Am Ende des Austrittstaktes ist die gesamte Luftpumpe 100 unter dem Fußdruck 126 zusammengedrückt. Wenn der Fußdruck 126 entfernt wird, beginnt der Rückstelltakt. Zu Beginn des Rückstelltaktes ist die innere Pumpenkammer 120 ein partielles Vakuum (d. h. etwas weniger als der atmosphärische Druck), da der Gegendruck beim Austreten der Luft abgebaut wurde. Gleichzeitig beginnt der elastische Bestandteil 118 der inneren Sandwichschicht. 110, der am Rand der inneren Pumpenkammer 120 angeordnet ist und der zusammengedrückt wurde, sich zurückzustellen bzw. in seinen Ursprungszustand zu bringen. Die elastische Komponente 118 unterstützt die zusammengedrückte innere Pumpenkammer 120 dabei, ihre rechteckige Form wieder anzunehmen. Da der Gegendruck entfernt wurde, wird außerdem Luft durch das Lufteinlassventil 130 in die innere Pumpenkammer 120 gesogen. Luft unter atmosphärischem Druck, die sich durch den Lufteinlassanschluss 128 bewegt, führt daher dazu, dass sich die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 des Einlassventils 130 öffnet. Das Öffnen des Einlassventils 130 startet den Eintritt von Luft in die innere Pumpenkammer 120. Während die innere Pumpenkammer 120 beginnt, sich zu füllen, schließen sich die Auslasskanäle 124 durch Zusammenklappen selbst.
• Während des Entspannungstaktes führt der elastische Bestandteil 118 somit dazu, dass sich die innere Luftkammer 120 (a) selbst zurückstellt und (b) mit atmosphärischer Luft füllt, die durch das Lufteinlassventil 130 hindurchtritt. Nachdem die innere Pumpenkammer 120 ihre Entspannungsposition mit der Unterstützung des elastischen Bestandteils 118 wieder erreicht hat und sich auch mit Luft gefüllt hat, schließt sich das Lufteinlassventil 130 (oder es bleibt teilweise offen auf Grund der Schwerkraft). Es versteht sich jedoch, dass die Vielzahl der Löcher 122 immer offen bleibt. Die Innen-Luftpumpe 100 ist nun für den nächsten Auslasstakt zurückgesetzt, um Luft in den aufblasbaren Gegenstand 102 einzublasen. Die Aufbringung eines Fußdrucks 126 auf die Dachschicht 106 der Luftpumpe 100 initiiert den nächsten Auslasstakt.
• Der Lufteinlassanschluss 128 ist tiefergesetzt und seine Oberkante ist annähernd bündig mit der Dachschicht 106 angeordnet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Einlassanschluss 128 beinhaltet eine Vielzahl von Gewindegängen 134 (s. Fig. 2 und 6), die zu entsprechenden Gewindegängen (nicht gezeigt) passen, die an einer Innenwand einer ebenfalls in Fig. 2 gezeigten Schraubkappe 136 ausgebildet sind. Die Schraubkappe 136 ist zum Abdichten der Oberkante des Lufteinlassventils 130 nützlich, wenn die Innen-Luftpumpe 100 beispielsweise nicht benutzt wird. Die Luftpumpe 100 wird typischerweise nicht verwendet, wenn der aufblasbare Gegenstand 102, d. h. die Luftmatratze, das Gewicht einer darauf ruhenden Person trägt. Im Gebrauch würde die Kappe 136 auf die Vielzahl von Gewindegängen 134 des Lufteinlassanschlusses 128 geschraubt. Diese Maßnahme stellt sicher, dass es keinen Luftaustritt durch die verschwenkbar angeordnete Klappe 132 des Lufteinlassventils 130 gibt. Anschließend würde die Schraubkappe 136 entfernt, um Luft in den aufblasbaren Gegenstand 102 zu pumpen.
• Die vorliegende Erfindung bietet neue Vorteile gegenüber anderen Luftpumpen, die bekanntermaßen zum Aufblasen von Objekten verwendet werden. Ein Hauptvorteil der Innen-Luftpumpe 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine dünnwandige, hochelastische, leichtgewichtige, und innenseitig angeordnete Luftpumpe ist, die hochgradig zuverlässig gegenüber Defekten ist und leicht innerhalb des aufblasbaren Gegenstandes 102 angeordnet werden kann. Außerdem besitzt die Innen-Luftpumpe 100 eine robuste, langlebige, flexible Kunststoffkonstruktion, bei der die gesamte Luftpumpe selbstrückstellend ist, das Aufblasen des aufblasbaren Gegenstandes bis zu bestimmten Luftdrücken ermöglicht sowie ein Design aufweist, dass das von der Pumpe in den aufblasbaren Gegenstand austretende Luftvolumen maximiert.
• Während die vorliegende Erfindung hier mit Bezug auf die gezeigten Ausführungsbeispiele für bestimmte Anwendungen beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Diejenigen, die über durchschnittliche Sachkenntnis auf diesem Gebiet sowie Zugang zu den hierin vorgestellten Ideen haben, werden weitere Abwandlungen, Anwendungen und Ausführungsbeispiele innerhalb des vorliegenden Bereichs sowie zusätzliche Gebiete, auf denen die vorliegende Erfindung von signifikantem Nutzen ist, erkennen.
• Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Abwandlungen, Anwendungen und Ausführungsbeispiele innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung abdecken.

Claims (12)

1. Innen-Luftpumpe (100) zur Verwendung mit aufblasbaren Gegenständen, mit:

einer äußeren Hüllschicht (104) mit einer durchgehenden Seitenwand, einer Dachschicht (106) und einer Bodenschicht (108), die eine umschlossene, innenliegende Pumpenkammer (120) festlegen;

einer inneren Sandwichschicht (110), die im Inneren der Pumpenkammer neben der äußeren Hüllschicht angeordnet ist, wobei die innere Sandwichschicht einen elastischen Bestandteil (118) beinhaltet, der sich aus einem Polymermaterial zusammensetzt;

einem Luft-Einlassventil (130), das zum Hereinlassen von Luft in die innere Pumpenkammer in der Dachschicht angeordnet ist; und

wenigstens einem Austrittskanal (124), der zum Entleeren von Luft aus der inneren Pumpenkammer in einen aufblasbaren Gegenstand in der äußeren Hüllschicht angeordnet ist, wobei eine auf die Luftpumpe einwirkende äußere Kraft Luft aus der inneren Pumpenkammer zu dem Austrittskanal bzw. -kanälen treibt, und wobei der elastische Bestandteil die Luftpumpe in die Lage versetzt, sich selbst wieder zurückzustellen, nachdem die äußere Kraft entfernt ist.

2. Innen-Luftpumpe nach Anspruch 1, wobei sich die äußere Hüllschicht aus einem flexiblen Polymermaterial zusammensetzt.

3. Innen-Luftpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Dachschicht aus einem flexiblen Polymermaterial zusammensetzt.

4. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die Bodenschicht aus einem flexiblen Polymermaterial zusammensetzt.

5. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sandwichschicht den elastischen Bestandteil zwischen einer ersten Deckschicht und einer zweiten Deckschicht angeordnet aufweist.

6. Innen-Luftpumpe nach Anspruch 5, wobei die erste Deckschicht und die zweite Deckschicht jeweils mit der Dachschicht und der Bodenschicht verbunden sind.

7. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich der elastische Bestandteil in der Sandwichschicht aus einem Polymermaterial zusammensetzt.

8. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die innere Sandwichschicht eine Vielzahl von Löchern aufweist, um den Luftaustritt aus der inneren Pumpenkammer zu dem Austrittskanal bzw. -kanälen zu maximieren.

9. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Luft-Einlassventil eine geschraubte Kappe beinhaltet, um die innere Pumpenkammer gegen entweichende Luft abzudichten, wenn die Luftpumpe nicht benutzt wird.

10. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit einem zwischen der äußeren Hüllschicht und der Sandwichschicht angeordneten Durchgang, um Luft aus der inneren Pumpenkammer über eine Vielzahl von in der Sandwichschicht ausgebildeten Löchern zu dem Austrittskanal bzw. -kanälen hindurchzulassen.

11. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Luft-Einlassventil eine flexible Klappe beinhaltet, die dem Luftdruck entsprechend innerhalb der inneren Pumpenkammer angeordnet ist.

12. Innen-Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich der Austrittskanal bzw. die Vielzahl von -kanälen aus einem flexiblen Polymermaterial zusammensetzt.