Vorriαhtung zum vibrationsgetriebenen Betrieb von pneumatischen KissenDevice for the vibration-driven operation of pneumatic cushions
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vi- brationsgetriebenen Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Überdrucks in pneumatischen Kissen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a device for the vibration-driven generation and maintenance of an overpressure in pneumatic cushions according to the preamble of claim 1.
Fahr- und Fluzeugsitze mit mindestens einer unter Überdruck stehenden Luftkammer sind verschiedene bekannt. Ein Sitz mit pneumatischen Kissen, welche mit einem konstanten Überdruck beaufschlagt werden, ist beispielsweise in der CH- Patentanmeldung CH2003 0175/03 offenbart worden. Gemäss dem Stand der Technik werden solche pneumatischen Kissen in Fahr- und Flugzeugen von einem zentralen Druckluftspeicher mit Druckluft gespeist. Dieser Druckluftspeicher wird in der Regel mittels eines motorisch betriebenen Kompressors mit komprimierter Luft gefüllt. Da zur Zeit Druckluftsysteme in Personenfahrzeugen nicht Standard sind, bedeutet der Einbau eines solchen zum Betrieb von voll- oder semipneumatischen Sit- zen einen erheblichen Zusatzaufwand und macht teilweise die erreichte Gewichtsverminderung wieder zunichte. Bei Fahr- und Flugzeugen ändert sich der Umgebungsdruck der Sitze je nach Höhe über Meer und je nach herrschendem Kabinendruck erheblich. Bei höherem Umgebungsdruck verringert sich der Über- druck, in einem Kissen mit konstantem- Luftdruck und bei sinkendem Umgebungsdruck steigt der Überdruck im Kissen; es wird aufgebläht, wird härter und droht im Extremfall zu platzen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen, leichten, wartungsarmen und kostengün- stigen Vorrichtung, mittels welcher in pneumatischen Kissen eingebaut in einem Verkehrsmittel unabhängig vom herrschenden Umgebungsdruck ein konstanter Überdruck erzeugt und aufrechterhalten werden kann.Various driving and aircraft seats with at least one air chamber under pressure are known. A seat with pneumatic cushions which are subjected to a constant positive pressure has been disclosed, for example, in the CH patent application CH2003 0175/03. According to the prior art, such pneumatic cushions in vehicles and aircraft are fed with compressed air from a central compressed air store. This compressed air reservoir is usually filled with compressed air using a motor-driven compressor. Since compressed air systems are not standard in passenger vehicles at the moment, the installation of such a system for the operation of fully or semi-pneumatic seats means a considerable additional effort and partially nullifies the weight reduction achieved. In the case of vehicles and airplanes, the ambient pressure of the seats changes considerably depending on the height above sea level and the prevailing cabin pressure. With a higher ambient pressure, the overpressure decreases, in a pillow with constant air pressure and with a falling ambient pressure, the overpressure in the pillow increases; it becomes bloated, becomes harder and in extreme cases threatens to burst. The object of the present invention is to provide a simple, light, low-maintenance and inexpensive device by means of which a constant overpressure can be generated and maintained in pneumatic cushions installed in a means of transport regardless of the prevailing ambient pressure.
Die Lösung der Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den folgenden Ansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand mittels mehrerer Ausführungsbeispiele näher- erläutert. Es zeigenThe solution to the problem is given in the characterizing part of claim 1 with regard to its essential features, in the following claims with regard to further advantageous developments. The subject matter of the invention is explained in more detail by means of several exemplary embodiments with reference to the attached drawings. Show it
Fig. la,b Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betrieb von Luftkissen im Querschnitt als technisches Schema,La, b representation of a first embodiment of a device for operating air cushions in cross section as a technical scheme,
Fig. 2a, b Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels ei- ner Vorrichtung zum Betrieb von Luftkissen im Querschnitt als technisches Schema,2a, b show a second exemplary embodiment of a device for operating air cushions in cross section as a technical diagram,
Fig. 3a,b Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Betrieb von Luftkissen im Querschnitt als technisches Schema,3a, b representation of a third embodiment of a device for operating air cushions in cross section as a technical scheme,
Fig. 4 schematische Darstellung eines Aus ührungsbeispiels eines Druckbegrenzungsventils,4 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a pressure relief valve,
Fig. 5 schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer vibrationsgetriebenen Luftpumpe im Querschnitt,5 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of a vibration-driven air pump in cross section,
Fig. 6 schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels einer vibrationsgetrieloenen Luftpumpe im Querschnitt,6 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a vibration-driven air pump in cross section,
Fig. 7 schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer vibrationsgetrieloenen Luft- pumpe im Querschnitt,7 shows a schematic illustration of a third exemplary embodiment of a vibration-driven air pump in cross section,
Fig. 8 schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer vibrationsgetrieloenen Luftpumpe im Querschnitt.Fig. 8 is a schematic representation of a fourth embodiment of a vibration-driven air pump in cross section.
Fig . 1 zeigt eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgedankens . Neben den Fig. la bis 3a ist j eweils zusätzlich ein entsprechendes Funktionsschema der ge-
zeigten Vorrichtung in den Fig. lb bis 3b abgebildet. Ein luftdichtes flexibles Kissen 1 in stark schematischer Darstellung ist mittels einer Druckleitung 4 mit einer vibrationsgetriebenen Luftpumpe 2 verbunden. Eine Ansaugleitung 6 verbindet die Luftpumpe 2 mit der umgebenden Atmosphäre. Im Kissen 1 und in der Druckleitung 4 herrscht im Betrieb ein Druck pl > pO, wobei pO den atmosphärischen Umgebungsdruck des Kissens 1 bezeichnet. Die beiden Druckregime pl und pO sind mittels eines Druckbegrenzungsventils 3 verbunden. Über- steigt der Überdruck Δp = pl-pO im Kissen 1 einen durch die Einstellung und Ausführung des Druckbegrenzungsventils 3 bestimmten Grenzwert, öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 3 und der Druck im Kissen 1 wird wieder auf den Grenzwert reduziert. Die vibrationsgetriebene Luftpumpe 2 ist so im Fahr- oder Flugzeug eingebaut, dass sie in Hauptvibrationsrichtung arbeitet, für ein Auto wäre das beispielsweise die Vertikale. Die Luftpumpe 2 pumpt, abhängig von der Intensität der Vibrationen, kontinuierlich Luft in das Kissen 1, wobei die überschüssige Luftmenge, d.h. diejenige welche nicht zum Ersatz von Leckageverlusten oder zur Kompensation eines steigenden Umgebungsdruckes benötigt wird, durch das Druckbegrenzungsventil 3 fortlaufend wieder aus dem Kissen 1 entweicht. Das Druckbegrenzungsventil 3 kann im Kissen 1, in der Druckleitung 4 oder bereits in der Luftpumpe 2 integriert sein. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich durch ihre Energieautonomie aus. Sie kann in jedem System erfolgreich betrieben werden, welches einem gewissen Mindestmass an Vibrationen und Erschütterungen unterworfen ist. Diese Bedingungen sind in Verkehrsmitteln, beispielsweise Fahrzeugen, Flugzeugen und Wasserfahrzeugen, normalerweise erfüllt. Solche erfindungsgemäss ausgerüsteten pneumatischen Sitze können ohne spezielle Anschlüsse - abgesehen von den üblichen mechanischen Befestigungen - als energieautonome Systeme verbaut werden und benötigen somit keine externe Energiequelle wie beispielsweise elektrische Energie für den Betrieb eines elektromotorisch getriebenen Luftkompressors. Pumpleistungsspitzen der Luftpumpe 2 werden beispielsweise während einer Talfahrt von der Passhöhe eines hohen Strassenpasses benö-
tigt, wobei der Umgebungsluftdruck innert kurzer Zei_t stark steigt.Fig. 1 shows an illustration of a first exemplary embodiment of the inventive concept. In addition to FIGS. La to 3a, a corresponding functional diagram of the respective showed device shown in Figs. lb to 3b. An airtight flexible cushion 1 in a highly schematic representation is connected to a vibration-driven air pump 2 by means of a pressure line 4. An intake line 6 connects the air pump 2 to the surrounding atmosphere. A pressure pl> pO prevails in the cushion 1 and in the pressure line 4, pO denoting the atmospheric ambient pressure of the cushion 1. The two pressure regimes pl and pO are connected by means of a pressure relief valve 3. If the excess pressure Δp = pl-pO in the cushion 1 exceeds a limit value determined by the setting and design of the pressure relief valve 3, the pressure relief valve 3 opens and the pressure in the cushion 1 is reduced again to the limit value. The vibration-driven air pump 2 is installed in the vehicle or aircraft in such a way that it works in the main vibration direction, for a car this would be the vertical, for example. Depending on the intensity of the vibrations, the air pump 2 continuously pumps air into the cushion 1, the excess air quantity, that is to say that which is not required to replace leakage losses or to compensate for an increasing ambient pressure, continuously being released from the cushion again by the pressure limiting valve 3 1 escapes. The pressure relief valve 3 can be integrated in the cushion 1, in the pressure line 4 or already in the air pump 2. The device according to the invention is characterized by its energy autonomy. It can be operated successfully in any system that is subject to a certain minimum level of vibrations and shocks. These conditions are normally met in means of transportation such as vehicles, airplanes and watercraft. Such pneumatic seats equipped according to the invention can be installed without special connections - apart from the usual mechanical fastenings - as energy-autonomous systems and therefore do not require an external energy source such as electrical energy for the operation of an air motor driven by an electric motor. Pump power peaks of the air pump 2 are required, for example, during a descent from the pass of a high road pass. The ambient air pressure rises sharply within a short period of time.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Bei Verwendung von vibra- tionsgetriebenen Doppeleffektpumpen als Luftpumpe 2, können pro Luftpumpe 2 zwei separate Überdruckregime aufgebaut und aufrechterhalten werden. Beispielsweise können Teile eines in mehrere nichtkommunizierende Luftkammern 5 unterteilten Kissen 1 weicher, also unter weniger Überdruck Δp = pl—pO, ge- halten werden als andere, welche bei höherem Überdruck Δp = p2-p0 härter sind. Die unterschiedlichen Überdrucke Δp werden mittels unterschiedlicher oder unterschiedlich eingestellter Druckbegrenzungsventile 3 erreicht. Es ist zudem denkbar und erfindungsgemäss, pro pneumatischem Sitz mehrere Luftpumpen 2 einzusetzen, sei es um die nötige Pumpleistung sicherzustellen, oder sei es um weitere unterschiedliche Überdruckregime zu ermöglichen. Eine Doppeleffektpumpe kann selbstredend auch für ein einziges Überdruckregime verwendet werden, wenn die beiden Druckausgänge der Luftpumpe 2 parallel geschaltet wer- den.A second exemplary embodiment of the inventive concept is shown schematically in FIG. When using vibration-driven double effect pumps as air pump 2, two separate overpressure regimes can be set up and maintained for each air pump 2. For example, parts of a cushion 1 divided into a plurality of non-communicating air chambers 5 can be kept softer, that is to say under less overpressure Δp = pl — pO, than others which are harder at a higher overpressure Δp = p2-p0. The different overpressures Δp are achieved by means of different or differently set pressure relief valves 3. It is also conceivable and in accordance with the invention to use several air pumps 2 per pneumatic seat, either to ensure the necessary pumping capacity or to enable other different overpressure regimes. A double effect pump can of course also be used for a single overpressure regime if the two pressure outputs of the air pump 2 are connected in parallel.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsge ässen Vorrichtung im Querschnitt. Die vibrationsgetriebene Luftpumpe 2 ist im Innern des Kissens 1 angebracht. Eine Druckleitung 4, wird nicht benötigt, hingegen muss die Luftpumpe 2 mittels einer Ansaugleitung 6 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden sein.3 shows a third exemplary embodiment of a device according to the invention in cross section. The vibration-driven air pump 2 is mounted inside the cushion 1. A pressure line 4 is not required, but the air pump 2 must be connected to the surrounding atmosphere by means of an intake line 6.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Druckbegrenzungsventil 3 mit einstellbarem Öffnungsdruck. Der Ventilsitz 7 ist beispielsweise zur Achse A rotationssymmetriscl ausge- bildet. Ein Luftkanal 8 verbindet das Überdruckregime mit einem Druck pl mit dem Umgebungsdruckregime mit dem Druck pO . Der Luftkanal 8 weitet sich vom Kissen 1 her kommend zu einem konischen Trichter auf. Der Luftkanal 8 wird durch eine in diesen Trichter gepressten Ventilkörper, eine Kugel 9, luft- dicht verschlossen. Die Kugel 9 wird dazu unter Zuhilfenahme eines Federelementes 10 in den Trichter gedrückt, wobei die Vorspannung des Federelementes 10 beispielsweise mittels einer Stellschraube 11 variiert werden kann. Ist die Kugel 9
aus relativ schwerem Material, beispielsweise aus Metall, gefertigt, und ist das Druckbegrenzungsventil 3, wie abgebildet, vertikal mit dem Trichter nach oben eingebaut, so kommt zur Federkraft des Federelementes 10 zusätzlich die Gewichts- kraft der Kugel 9 hinzu. Je höher der Anpressdruck, m t welchem das Federelement 10 die Kugel 9 in den Trichter presst, eingestellt wird, desto höher ist der daraus resultierende Überdruck Δp im Kissen 1. Beim dargestellten Druckbegrenzungsventil 3 handelt es sich um ein feder- und gewichtsbela- stetes Rückschlagventil.Fig. 4 shows an embodiment for a pressure relief valve 3 with adjustable opening pressure. The valve seat 7 is, for example, rotationally symmetrical to the axis A. An air duct 8 connects the overpressure regime with a pressure pl to the ambient pressure regime with the pressure pO. The air channel 8 widens coming from the cushion 1 to a conical funnel. The air duct 8 is sealed airtight by a valve body, a ball 9, pressed into this funnel. For this purpose, the ball 9 is pressed into the funnel with the aid of a spring element 10, the pretensioning of the spring element 10 being able to be varied, for example, by means of an adjusting screw 11. If the ball is 9 made of relatively heavy material, for example metal, and if the pressure relief valve 3, as shown, is installed vertically with the funnel upwards, the weight of the ball 9 is added to the spring force of the spring element 10. The higher the contact pressure with which the spring element 10 presses the ball 9 into the funnel, the higher the resulting overpressure Δp in the cushion 1. The pressure relief valve 3 shown is a spring and weight-loaded check valve.
In Fig. 5 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeisplel einer vibrationsgetriebenen Luftpumpe 2 im Querschnitt dargestellt. Eine Luftpumpe 2 braucht für den Einsatz in einer er- findungsgemässen Vorrichtung lediglich relativ kleine Drucke von 50-300 hPa liefern zu können. Bei geeigneter Dimensionierung der Luftpumpe 2 kann diese jedoch auch wesentlich höhere Überdrucke erzeugen. Die benötigte Pumpleistung hängt stark vom jeweiligen Einsatzgebiet der Vorrichtung ab. Der tatsächliche maximale Luftbedarf, abhängig vom Volumen des Kissens 1 und den Druckschwankungen des Umgebungsdruckes pO, muss gedeckt werden durch die Pumpleistung, welche von der Dimensionierung der Luftpumpe 2 und der durch Vibrationen zugeführte kinetischen Energiemenge abhängt. Auf einem Schiff sind beispielsweise die durch Höhenveränderung verursachten barome- frischen Druckschwankungen vernachlässigbar, der Luftbedarf also klein. Die Luftpumpe 2 muss lediglich Leckageverluste des Kissens 1 kompensieren und meteorologische Druckerhöhungen ausgleichen. Im Gegensatz dazu erfordert die oben erwähnte Talfahrt von der Passhöhe eines hohen Alpenpasses, bei welcher der Umgebungsdruck in kurzer Zeit stark zunimmt, eine wesentlich höhere Pumpleistung. Beim gezeigten ersten Ausführungsbeispiel einer Luftpumpe 2 handelt es sich um eine Dop- peleffekt-Inertial-Membranpumpe. Das Prinzip vibrationsgetriebener Luftpumpen 2 basiert grundsätzlich auf der Umwand- lung kinetischer Energie in potentielle Energie. Beispielsweise werden die kurzzeitigen, grossen vertikalen Beschleunigungen, die ein Strassenfahrzeug beim Befahren einer Strasse erfährt, in die Druckenergie der erzeugten Druckluft und in
Federenergie der die Kolbenmasse in einer Gleichgewichtslage haltenden Feder übergeführt. Die potentielle Energie der gespannten Feder wird dazu benutzt, die Luftpumpe 2 jederzeit wieder in ihre neutrale Gleichgewichtslage zurückzuführen. Die Druckenergie wird für die Druckluftbeaufschlagung des Kissens 1 verwendet.5 shows a first preferred exemplary embodiment of a vibration-driven air pump 2 in cross section. An air pump 2 only needs to be able to deliver relatively small pressures of 50-300 hPa for use in a device according to the invention. With a suitable dimensioning of the air pump 2, however, it can also generate significantly higher overpressures. The pumping power required strongly depends on the particular area of application of the device. The actual maximum air requirement, depending on the volume of the cushion 1 and the pressure fluctuations in the ambient pressure pO, must be covered by the pump power, which depends on the dimensioning of the air pump 2 and the kinetic energy quantity supplied by vibrations. On a ship, for example, the barometric fresh pressure fluctuations caused by changes in height are negligible, so the air requirement is small. The air pump 2 only has to compensate for leakage losses of the cushion 1 and compensate for meteorological pressure increases. In contrast, the above-mentioned descent from the top of a high Alpine pass, at which the ambient pressure increases rapidly in a short time, requires a significantly higher pump output. The first exemplary embodiment of an air pump 2 shown is a double-effect inertial diaphragm pump. The principle of vibration-driven air pumps 2 is fundamentally based on the conversion of kinetic energy into potential energy. For example, the short-term, large vertical accelerations that a road vehicle experiences when driving on a road are converted into the pressure energy of the generated compressed air and into Spring energy of the spring holding the piston mass in an equilibrium position is transferred. The potential energy of the tensioned spring is used to return the air pump 2 to its neutral equilibrium position at any time. The pressure energy is used for the compressed air supply to the cushion 1.
Die gezeigte Luftpumpe 2 besteht aus einem zweiteiligen Blechgehäuse 12 bestehend aus einer unteren Schale 13 und einer oberen Schale 14. Zwischen die beiden Schalen 13, 14 ist eine elastische Membran 15 eingeklemmt, beispielsweise mittels Verschraubung der Schalen 13, 14. Die Membran 15 trennt den durch die beiden Schalen 13, 14 gebildeten Hohlraum 16 luftdicht in eine obere und untere Kammer 17, 18. Eine Masse 19 ist mittig an der Membran 15 angebracht. Die Masse 19 kann beispielsweise aus zwei Metallteilen bestehen, welche mittels einer Schraubverbindung die Membran 15 zwischen sich einklemmen, oder die Massen werden oben und unten auf die Membran 15 geklebt. Die Masse 19 wird bei vertikaler Montage der Luftpumpe 2 mittels einer an der oberen Schale 14 befestigten Fe- der 23 in neutraler Gleichgewichtslage gehalten. Diese Feder 23 ist unnötig, wenn die vertikale Komponente der Auslenkung der Masse 19 im Wesentlichen Null ist, die Luftpumpe 2 also horizontal montiert ist und horizontale Vibrationen nutzt. Wird die Luftpumpe 2 nach oben beschleunigt, beispielsweise durch Befahren einer Bodenwelle, bewegt sich die Masse 19 aufgrund ihrer Massenträgheit relativ zum Blechgehäuse 12 nach unten, verkleinert dadurch das Volumen der unteren Kammer 18, was wiederum in einer Druckerhöhung in dieser Kammer 18 resultiert. Mittels mindestens zweier Rückschlagventile 20 kann dieser kurzfristige Druckanstieg in eine gerichtete Pumpströmung umgewandelt werden. Bei Erhöhung des Druckes in der Kammer 18 wird das Rückschlagventil 20 in der Ansaugleitung β geschlossen, und das Rückschlagventil 20 in der Druckleitung 4 zum Kissen 1 wird geöffnet, sofern die Druckdiffe- renz zwischen Kammer 18 und Kissen 1, respektive die Auslenkung der Masse 19 und damit die Volumenverminderung der Kammer 18 genügend gross ist, um den Druck in der Kammer 18 grö- sser werden zu lassen als den Druck pl im Kissen 1. Bei Zu-
rückschwingen der Masse 19 wird das Volumen in Kammer 18 verkleinert, der Druck in ihr sinkt, das Rückschlagventil 20 in der Druckleitung 4 schliesst sich und das Rückschlagventil 20 in der Ansaugleitung 6 öffnet sich und erlaubt den Druckaus- gleich zwischen der Kammer 18 und der umgebenden Atmosphäre. Bei der doppeleffektiven Luftpumpe 2 wird durch eine analoge obere Kammer 17 jeder Takt der Luftpumpe 2 oder jede Auslenkung der Masse 19 zu einem Arbeitstakt mit Luftverdichtumg, wobei in den Kammern 17, 18 jeweils alternierend gepumpt und angesaugt wird. Beim Ansaugen in die untere Kammer 18 wird, in der oberen Kammer 17 verdichtet, respektive gepumpt, und vice versa. Es ist im Erfindungsgedanken enthalten, dass eine Luftpumpe 2 nur eine Kammer 17, 18 aufweisen kann, wobei die Luftpumpe 2 nur während der Hälfte der Schwingdauer effektiv pumpt, während sie während der anderen Hälfte der Schwingperiode Luft ansaugt. Die Öffnungen der Rückschlagventile 20 zu den Kammern 17, 18 sind so angeordnet, dass sie auch bei maximaler Auslenkung der Masse 19 nicht durch die Membran 15 oder die Masse 19 verschlossen werden, sie befinden sich bei- spielsweise im Boden der beiden Schalen 13, 14. Am Boden der beiden Schalen 13, 14 kann zudem ein Puffer 21 aus elastischem Material angebracht sein, welcher verhindert, dass die Masse 19 bei grossen Beschleunigungen ungebremst auf das Blechgehäuse 12 aufschlägt. Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer vibrati- onsgetriebenen Luftpumpe 2 im Querschnitt. Dabei handelt es sich um eine Kolbenpumpe. Die Masse 19 hat eine zylindrische Form und wirkt als Kolben in einem Rohrzylinder 22. Die Masse 19 wird durch zwei Federn 23 in einer neutralen Gleichge- wichtslage gehalten, wobei die die Masse 19 nach unten bewegende Feder 23 bei vertikal montierter Luftpumpe 2 entfallen kann, da die Gewichtskraft der Masse 19 diese Funktion übernehmen kann. Als Federn 23 werden vorzugsweise Zugfedern verwendet; grundsätzlich können aber auch Druckfedern gewählt werden. Die obere und untere Kammer 17, 18 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 5 mittels einer Anordnung aus Ansaugleitung 6 mit Rückschlagventil 20 und Druckleitung 4 mit Rückschlagventil 20 mit dem Kissen 1 und der umgebenden
Atmosphäre verbunden. Wiederum ist es möglich nur die untere Kammer 18 zum Luftpumpen zu verwenden und die obere Kammer 17 im Gleichgewicht mit dem Umgebungsdruck zu halten. Fig. 7 stellt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel ei- ner vibrationsgetriebenen Luftpumpe 2 im Querschnitt dar. Diese Luftpumpe 2 ist doppeltwirkend. Die Masse 19 ist im Gegensatz zu den vorangehenden Beispielen nicht innerhalb des Hohlraums 16, sondern befindet sich ausserhalb desselben und die Inertialenergie wird mittels eines Hebels 25 und zweier Schubstangen 27 auf zwei Kolben 24 in Boxeranordnung übertragen. Der Hebel 25 ist mittels eines Drehgelenkes 28 um eine horizontale Achse schwenkbar an einem Pumpengehäuse 26 befestigt. Eine einstellbare Drehfeder 29, beispielsweise eine Spiralfeder, hält die Masse 19 bei Erdbeschleunigung in einer neutralen Gleichgewichtslage. Falls die Hauptrichtung der zu nutzenden Vibrationen oder Oszillationen nicht in Richtung der Erdbeschleunigung, also nicht im Wesentlichen in vertikaler Richtung verläuft, kann die Gleichgewichtslage der Masse 19 mittels einer zweiten einstellbaren Drehfeder 29 mit ent- gegengesetztem Drehsinn festgelegt werden. Die Kolben 24 bewegen sich bei Auslenkung der Masse 19 aus der neutralen Gleichgewichtslage in einseitig geschlossenen Hohl Zylindern 30 und verändern dabei die Volumina einer ersten Kammer 31 und einer zweiten Kammer 32. Jede Kammer 31, 32 ist mit einer Leitung 33 mit einer Ein-Auslasskombination 34 verbunden. Die Ein-Auslasskombination 34 ist in Fig. 7 symbolisch dargestellt und ihre detaillierte Ausführung ist mittels einer vergrösserten Lupendarstellung veranschaulicht. Die Ansaugleitung 6 mündet über ein Rückschlagventil 20 in die Leitung 33, welche einerseits in eine der Kammern 31, 32 führt und andererseits über ein zweites Rückschlagventil 20 mit der zum Kissen 1 führenden Druckleitung 4 verbunden ist. Die Druckleitungen 4 der beiden Ein-Auslasskombinationen 34 können miteinander verbunden und gemeinsam demselben Druckregime zu- geführt werden, oder sie können, wie in Fig. 2 gezeigt, getrennt zwei separate Druckregime mit Druckluft speisen. Die Masse 19 kann mittels zweier Puffer 21 in ihrer Auslenkung begrenzt werden.
Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer vibrationsgetriebenen Luftpumpe 2 im Querschnitt. Die erste und zweite Kammer 31, 32 der Luftpumpe 2 werden gebildet durch zwei hohle luftgefüllte Kugeln 36, gefertigt aus elastischem, flexiblem Material, beispielsweise aus gummierten Gewebe oder Gummi. Auf den einander abgewandten Seiten sind die Kugeln 36 am Pumpengehäuse 26 befestigt. Je eine Leitung 33 verbindet die Kammern 31, 32 mit einer Ein-Auslasskombination 34. Die Masse 19 überträgt ihre zur Luftpumpe 2 relative Bewegung analog dem dritten Ausführungsbeispiel in Fig.7 mittels eines Hebels 25 zu den beiden Kammern 31, 32. Der Hebel 25 ist mittels eines biegeelastischen Gelenkes 35 am Pumpengehäuse 26 befestigt. Der Hebel 25 kann aber, beispielsweise wie in Fig. 7 gezeigt, in beide Drehrichtungen gefedert mittels eines Drehgelenkes 28 mit dem Pumpengehäuse 26 verbunden sein. Ein drehbar an dem der Masse 19 entgegengesetzten Ende des Hebels 25 befestigtes Verbindungsstück 37 schafft die Verbindung zwischen dem Hebel 25 und den Kugeln 36. Dieses Ausführungs- beispiel einer Luftpumpe 2 ist nicht nur doppeltwirkend, son- dern simultan doppeltwirkend, d.h. in den beiden Kammern 31, 32 wird jeweils gleichzeitig Luft komprimiert oder Luft angesaugt. Daher ist lediglich eine Ein-Auslasskombination 34 notwendig. In neutraler Gleichgewichtsstellung der Masse 19 weisen die beiden Kugeln 36 ein maximales Volumen der Kammern 31, 32 auf. Bei jeder Auslenkung der Masse 19 aus ihrer neutralen Gleichgewichtslage pumpen beide Kammern 31, 32 Luft in die Leitung 33. Die eine Kugel 36 wird in die Länge gezogen und die andere Kugel 36 wird zusammengedrückt. Bei beiden Kugeln 36 führt die Verformung zu einer Volumenreduktion und somit zu einer Kompression der in den Kammern 31, 32 enthaltenen Luftmenge. Es ist auch denkbar anstelle der Kugeln 36 zylindrische elastische Bälge zu verwenden, was zu einer vergleichbaren Luftpumpe 2 führt, wie die in Fig. 7 gezeigte. Der Hebel 25 kann eine beliebige Form aufweisen.
The air pump 2 shown consists of a two-part sheet metal housing 12 consisting of a lower shell 13 and an upper shell 14. Between the two shells 13, 14, an elastic membrane 15 is clamped, for example by screwing the shells 13, 14. The membrane 15 separates the through the two shells 13, 14 formed cavity 16 airtight into an upper and lower chamber 17, 18. A mass 19 is attached centrally to the membrane 15. The mass 19 can consist, for example, of two metal parts which clamp the membrane 15 between them by means of a screw connection, or the masses are glued to the membrane 15 at the top and bottom. The mass 19 is held in a neutral equilibrium position when the air pump 2 is mounted vertically by means of a spring 23 attached to the upper shell 14. This spring 23 is unnecessary if the vertical component of the deflection of the mass 19 is essentially zero, that is to say the air pump 2 is mounted horizontally and uses horizontal vibrations. If the air pump 2 is accelerated upwards, for example by driving on a bump, the mass 19 moves downward due to its inertia relative to the sheet metal housing 12, thereby reducing the volume of the lower chamber 18, which in turn results in an increase in pressure in this chamber 18. This short-term pressure increase can be converted into a directional pump flow by means of at least two check valves 20. When the pressure in the chamber 18 increases, the check valve 20 in the suction line β is closed, and the check valve 20 in the pressure line 4 to the cushion 1 is opened, provided the pressure difference between chamber 18 and cushion 1, or the deflection of the mass 19 and so that the volume reduction of the chamber 18 is sufficiently large to allow the pressure in the chamber 18 to be greater than the pressure pl in the cushion 1. When the mass 19 swings back, the volume in chamber 18 is reduced, the pressure in it drops, the check valve 20 in the pressure line 4 closes and the check valve 20 in the suction line 6 opens and permits pressure equalization between the chamber 18 and the surrounding one The atmosphere. In the double-effective air pump 2, each cycle of the air pump 2 or each deflection of the mass 19 is turned into an operating cycle with air compression by an analog upper chamber 17, pumping and sucking alternately in the chambers 17, 18. When sucking into the lower chamber 18, the upper chamber 17 compresses or pumps, and vice versa. It is contained in the inventive concept that an air pump 2 can have only one chamber 17, 18, the air pump 2 only pumping effectively during half the oscillation period, while it draws in air during the other half of the oscillation period. The openings of the check valves 20 to the chambers 17, 18 are arranged in such a way that they are not closed by the membrane 15 or the mass 19 even when the mass 19 is deflected to a maximum. They are located, for example, in the bottom of the two shells 13, 14 A buffer 21 made of elastic material can also be attached to the bottom of the two shells 13, 14, which prevents the mass 19 from striking the sheet metal housing 12 without braking at high accelerations. 6 shows a second exemplary embodiment of a vibration-driven air pump 2 in cross section. It is a piston pump. The mass 19 has a cylindrical shape and acts as a piston in a tubular cylinder 22. The mass 19 is held in a neutral equilibrium position by two springs 23, the spring 23 moving the mass 19 downwards being eliminated with the air pump 2 installed vertically, since the weight of the mass 19 can take over this function. Tension springs are preferably used as springs 23; in principle, compression springs can also be selected. The upper and lower chambers 17, 18 are analogous to the first exemplary embodiment in FIG. 5 by means of an arrangement of suction line 6 with check valve 20 and pressure line 4 with check valve 20 with the cushion 1 and the surrounding one Atmosphere connected. Again, it is possible to use only the lower chamber 18 for air pumping and to keep the upper chamber 17 in equilibrium with the ambient pressure. FIG. 7 schematically shows a third exemplary embodiment of a vibration-driven air pump 2 in cross section. This air pump 2 is double-acting. In contrast to the preceding examples, the mass 19 is not inside the cavity 16, but is located outside the same, and the inertial energy is transmitted to two pistons 24 in a boxer arrangement by means of a lever 25 and two push rods 27. The lever 25 is fastened to a pump housing 26 so as to be pivotable about a horizontal axis by means of a swivel joint 28. An adjustable torsion spring 29, for example a spiral spring, keeps the mass 19 in a neutral equilibrium position when gravitationally accelerated. If the main direction of the vibrations or oscillations to be used does not run in the direction of gravitational acceleration, that is to say not essentially in the vertical direction, the equilibrium position of the mass 19 can be determined by means of a second adjustable torsion spring 29 with the opposite direction of rotation. When the mass 19 is deflected from the neutral equilibrium position, the pistons 24 move in hollow cylinders 30 closed on one side and thereby change the volumes of a first chamber 31 and a second chamber 32. Each chamber 31, 32 is connected to a line 33 with an inlet-outlet combination 34 connected. The inlet-outlet combination 34 is shown symbolically in FIG. 7 and its detailed design is illustrated by means of an enlarged magnifying glass. The suction line 6 opens via a check valve 20 into the line 33, which on the one hand leads into one of the chambers 31, 32 and on the other hand is connected via a second check valve 20 to the pressure line 4 leading to the cushion 1. The pressure lines 4 of the two inlet / outlet combinations 34 can be connected to one another and supplied together to the same pressure regime, or, as shown in FIG. 2, they can feed two separate pressure regimes separately with compressed air. The mass 19 can be limited in its deflection by means of two buffers 21. 8 shows a fourth exemplary embodiment of a vibration-driven air pump 2 in cross section. The first and second chambers 31, 32 of the air pump 2 are formed by two hollow air-filled balls 36, made of elastic, flexible material, for example of rubberized fabric or rubber. The balls 36 are fastened to the pump housing 26 on the sides facing away from one another. Each line 33 connects the chambers 31, 32 to an inlet-outlet combination 34. The mass 19 transmits its movement relative to the air pump 2 analogously to the third exemplary embodiment in FIG. 7 by means of a lever 25 to the two chambers 31, 32. The lever 25 is attached to the pump housing 26 by means of a flexible joint 35. However, the lever 25, for example as shown in FIG. 7, can be connected to the pump housing 26 by means of a swivel joint in a spring-loaded manner in both directions of rotation. A connecting piece 37, which is rotatably fastened to the end of the lever 25 opposite the mass 19, creates the connection between the lever 25 and the balls 36. This embodiment of an air pump 2 is not only double-acting, but simultaneously double-acting, ie in the two chambers 31, 32, air is compressed or air is sucked in at the same time. Therefore, only one inlet-outlet combination 34 is necessary. When the mass 19 is in a neutral equilibrium position, the two balls 36 have a maximum volume of the chambers 31, 32. With each deflection of the mass 19 from its neutral equilibrium position, both chambers 31, 32 pump air into the line 33. One ball 36 is drawn out in length and the other ball 36 is compressed. With both balls 36, the deformation leads to a volume reduction and thus to a compression of the amount of air contained in the chambers 31, 32. It is also conceivable to use cylindrical elastic bellows instead of the balls 36, which leads to a comparable air pump 2, such as that shown in FIG. 7. The lever 25 can have any shape.