DE19518242A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung eines DruckesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung
eines Druckes, insbesondere zur Verwendung als Luftpumpe
oder Standkompressor, mit einem mehrstufigen Gehäuse,
welches einen Ventilanschluß aufweist und wobei im Ge
häuse mindestens ein erster und zweiter Druckraum aus
gebildet ist, deren Volumen durch jeweils einen Kolben
veränderbar ist und über eine nur in einer Bewegungs
richtung wirksamen Dichtung miteinander verbunden ist.
Vorrichtungen zur Erzeugung eines Druckes, beispiels
weise eines Wasser-, Öl- oder Luftdruckes werden sowohl
im Haushalt als auch in der Industrie vielfältig einge
setzt und benötigt. Die bekannteste Ausführung der vor
genannten Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes ist
beispielsweise eine Luftpumpe, welche zur Erhöhung des
Luftdruckes in der Bereifung eines Fahrrades benötigt
wird, wobei je nach Verwendungszweck unterschiedliche
Anschlußventile vorhanden sind. Für Kraftfahrzeuge bzw.
sonstige bereifte Fahrzeuge werden in der Regel Schra
derventile eingesetzt, während Fahrradreifen ein Dunlop-
oder Sclaverandventil aufweisen. Der von der Vorrichtung
auf zubringende Druck richtet sich im wesentlichen nach
der Art des Fahrzeuges und der Belastung, wobei ein ent
sprechender Kraftaufwand zur Komprimierung der Luft
benötigt wird. Die Räder eines Fahrrades werden in der
Regel mit 3 bis 6 bar, die eines Kraftfahrzeuges mit 2
bis 3 bar und die eines Rennrades mit bis zu 8 bar auf
gepumpt, so daß bei einer handbetätigten Vorrichtung die
Erreichung des gewünschten Enddruckes nur mit zusätzli
chen technischen Maßnahmen möglich ist. Die im Handel
befindlichen Luftpumpen bestehen entweder aus einer ein
stufigen Version, welche nur einen Druckraum und einen
Kolben aufweist, der beim Einschieben des Kolbens die
Luft komprimiert und über eine Dichtung und ein
Anschlußventil des aufzupumpenden Reifens eine Befüllung
ermöglicht oder aus einer zweistufigen Version, welche
einen ersten Druckraum zum Vorkomprimieren der Luft und
einen mit diesem verbundenen zweiten Druckraum aufweist,
in welchem die Luft auf einen maximalen Endwert kompri
miert wird. Aufgrund des großvolumigen Druckraumes der
ersten Ausführungsvariante ist zunächst ein großer Hub
mit geringem Kraftaufwand notwendig und eine entspre
chend hohe Kraft um den Enddruck zu erreichen, wobei der
Kraftaufwand stetig zunimmt, um die Luft in dem Druck
raum zu komprimieren. Bei der zweiten Variante hingegen
ist eine geringere Kraft notwendig, da die beiden Druck
räume jeweils ein kleineres Volumen aufweisen und wech
selweise arbeiten, trotzdem nimmt die auf zubringende
Kraft zum Enddruck hin stetig zu und kann die Kräfte
beispielsweise eines Kindes oder einer älteren Person
übersteigen. Die Kraft wird hierbei im wesentlichen
durch die Kolbenfläche und das Volumen des Druckraumes
bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung zur Erzeugung eines Druckes zu schaffen, welche die
Erzielung eines höheren Enddruckes bis zu 8 bar bei
gleichzeitig reduziertem Kraftaufwand ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen,
daß der zweite Druckraum aus zwei einzelnen Teildruck
räumen besteht, welche koaxial zum ersten Druckraum
angeordnet und miteinander über einen Verbindungskanal
in Wirkverbindung stehen.
Die Aufteilung des zweiten Druckraumes in zwei Teil
druckräume, in welchen die Komprimierung bis zum höch
sten maximalen Wert vorgenommen wird, führt zu einer
Ausbildung zweier Kolben, welche in etwa der halben Kol
bengröße eines einzelnen Kolbens entsprechen. Durch die
Zweiteilung der Kolbenanordnung und Reduzierung der Kol
benfläche wird der Kraftaufwand zur Erzeugung des End
druckes vermindert, zu dem bleibt der Kraftaufwand über
die gesamte Länge des Hubweges gleich, weil nur eine der
Kolbenflächen beim komprimieren wirksam ist und durch
den Druckausgleich innerhalb der beiden Teildruckräume
eine kontinuierliche Druckerhöhung in beiden Teildruck
räumen erzielt wird und somit die Erzielung eines
wesentlich höheren Enddruckes und die Anwendung der
Vorrichtung auch von einer weniger kräftigeren Person
möglich ist.
Um die axiale und radiale Baugröße der Pumpenvorrichtung
möglichst gering zu halten ist vorgesehen, daß die
Anordnung der Druckräume derart erfolgt, daß in der
eingeschobenen Stellung die beiden Teildruckräume
koaxial zueinander angeordnet sind und ihr größtes
Volumen aufweisen und der erste Druckraum das kleinste
Volumen besitzt und daß in der ausgezogenen Stellung die
beiden Teildruckräume ihr kleinstes Volumen aufweisen
und der erste Druckraum das größte Volumen besitzt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Wände der Druckräume aus mehreren koaxial ange
ordneten Hülsen bestehen, welche ineinander einschiebbar
sind, wobei die Hülsen Teile des mehrstufigen Gehäuses
bilden und die Druckräume zwischen den einzelnen Hülsen
angeordnet sind.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese
hen, daß die mittlere Hülse, welche den ersten Druckraum
und die beiden Teildruckräume voneinander trennt, dop
pelwandig ausgeführt ist und zumindestens einen axialen
Verbindungskanal der beiden räumlich getrennten
Teildruckräume aufweist. Durch den Verbindungskanal der
doppelwandigen mittleren Hülse wird einerseits der
Druckausgleich zwischen den beiden Teildruckräumen
gewährleistet und andererseits die radiale Baugröße
nicht beeinflußt.
Zur weiteren Reduzierung der Baugröße und zur Ausnutzung
des maximalen Druckvolumens ist vorgesehen, daß die Hül
sen zumindest an einem Ende einen innen- oder außenlie
genden Kragen oder ringförmigen Ansatz aufweisen, wel
cher den Kolben des koaxial benachbarten Druckraumes
bildet. Der jeweilige Kragen bzw. Ansatz gleitet auf der
Innen- oder Außenfläche der benachbarten Hülse und ist
ggfs. über einen Dichtungsring, beispielsweise einen O-
Ring, zusätzlich abgedichtet, so daß eine ineinanderge
schachtelte zylindrische Hülsenanordnung entsteht, wobei
zwischen den einzelnen Hülsen die Druckräume ausgebildet
sind. Die Kragen bzw. Ansätze können hierbei einstückig
an die Hülsen angeformt oder mit dieser verschraubt,
verklebt oder verschweißt sein.
Eine Reduzierung des Kraftaufwandes wird bei der Zwei
stufentechnik dadurch erzielt, daß beim Ansaugen des
Mediums in den ersten Druckraum gleichzeitig eine
Verdichtung der beiden Teildruckräume mit einem Austritt
des Mediums unter erhöhtem Druck über den Ventilanschluß
erfolgt.
Eine Verbindung zwischen den beiden unterschiedlichen
Druckräumen während der Vorkomprimierung bzw. eine
Abdichtung zwischen den beiden Druckräumen während der
Komprimierung im zweiten Druckraum wird dadurch erzielt,
daß die Dichtung zwischen dem ersten und den beiden
zweiten Teildruckräumen aus einem schwimmenden O-Ring
besteht, welcher durch eine Verlagerung auf einen Ring
ansatz beim Ansaugen des Mediums den ersten Druckraum
und die beiden Teildruckräume gegeneinander abdichtet
und welcher beim gleichzeitigen Komprimieren des Mediums
in den beiden Teildruckräumen ein Druckausgleich gewähr
leistet und im umgekehrten Fall die Dichtung zwischen
dem ersten und den beiden Teildruckräumen durch eine
seitliche Verlagerung in einen Freiraum beim Vorkompri
mieren des Mediums in der ersten Druckkammer einen
Durchgang zur zweiten Druckkammer öffnet. Der Wechsel
des O-Ringes zwischen dem Freiraum und dem Ringansatz
wird jeweils durch die Bewegungsumkehr der Vorrichtung
veranlaßt und sorgt für ein selbsttätiges Verschließen
bzw. öffnen der beiden Druckräume zueinander.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der erste Druckraum einen Ventileinlaß über ein Ein
wegeventil und die beiden zweiten Teildruckräume eine
Austrittsöffnung zum Ventilanschluß aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Ventilanschluß axial oder radial aus dem
mehrstufigen Gehäuse herausgeführt ist, wobei bei einer
radialen Anordnung das komprimierte Medium unmittelbar
über einen Ventilanschluß des äußeren Gehäuseteils
ableitbar ist. Während bei der axialen Anordnung des
Ventilanschlusses ein Verbindungskanal in der der Achse
am nächsten kommenden Hülse zum Ventilanschluß notwendig
ist, entfällt dieser bei einer radialen Anordnung des
Ventilanschlusses, weil der Ventilanschluß unmittelbar
an die äußere Hülse befestigt bzw. einstückig angeformt
sein kann.
Zur kostengünstigen Herstellung der mittleren Hülse ist
vorgesehen, daß diese aus zwei Teilen besteht, welche
verschraubt oder verklebt sind. Um eine zusätzliche
Abdichtung zwischen den einzelnen Hülsen zu erzielen,
ist vorgesehen, daß zwischen den einzelnen Hülsen zur
Abdichtung eine Nut mit einem O-Ring oder eine Lippen
dichtung angeordnet ist.
Um die Vorrichtung vielseitig zu verwenden, ist vorgese
hen, daß der Ventilauslaß der beiden Teildruckräume über
ein Adaptergehäuse erfolgt, welches einen Multifunk
tionsanschluß darstellt und verschiedene Ventilan
schlüsse enthält, die wahlweise und einzeln über ein
Dichtungselement mit dem zweiten Druckraum bzw. den
Teildruckräumen verbindbar sind.
Die Erfindung wird im weiteren anhand der Figuren näher
erläutert:
Es zeigt
Fig. 1 eine Griffkappe der Vorrichtung in einer
geschnittenen Seitenansicht,
Fig. 2 eine Zylinderhülse in einer geschnittenen
Seitenansicht zur Aufnahme in die Griff
kappe,
Fig. 3 das erste Teil einer Kolbenzylinderhülse
in einer geschnittenen Seitenansicht,
Fig. 4 das zweite Teil einer Kolbenzylinderhülse
in einer geschnittenen Seitenansicht,
Fig. 5 eine Kolbenhülse in einer geschnittenen
Seitenansicht,
Fig. 6 eine Griffkolbenhülse in einer geschnit
tenen Seitenansicht mit einstückig ange
formten Adaptergehäuse und in einem
Schnitt I-I,
Fig. 7 eine Hülse in einer geschnittenen Seiten
ansicht und in einem Schnitt II-II für
das Adaptergehäuse,
Fig. 8 eine Vorrichtung nach der Montage in
einer geschnittenen Seitenansicht
sowie einen Schnitt gemäß der Ver
bindungslinie III-III,
Fig. 9 zwei vergrößerte Teilansichten der Vor
richtung sowie ein Schnitt gemäß der
Verbindungslinie IV-IV und V-V und
Fig. 10 eine zweite Ausführungsform der Pumpen
vorrichtung in einer teilweise geschnit
tenen Seitenansicht.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen die verschiedenen Einzelteile
einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Druckes, wie sie
in Fig. 7 nach der Montage dargestellt ist und zur
Verwendung beispielsweise als Luftpumpe vorgesehen ist.
Fig. 1 zeigt eine Griffkappe 2, welche aus einer zylin
drischen Hülse 3 mit einer geschlossenen Stirnwand 4
besteht. In die Stirnwand 4 ist in einer Stufenbohrung 5
eine Dichtung eingelegt, welche aus einer Ventilplatte 6
und einer Ventilhalterung 7 besteht, die die Ventil
platte 6 in der Stirnwand 4 fixiert. Durch die Stufen
bohrung 5 gelangt die Außenluft beim Ansaugen in den
ersten Druckraum der Vorrichtung 1, wobei die Ventil
platte 6 als Rückschlagventil arbeitet und ein axiales
Spiel zur Freigabe der Stufenbohrung 5 aufweist. Beim
Komprimierungsvorgang hingegen wird die Ventilplatte 6
an den Absatz zum kleineren Durchmesser der Stufenboh
rung 5 angedrückt und verschließt den ersten Druckraum 8
zur umgebenen Außenluft, welcher innerhalb der Hülse 3
angeordnet ist. Es ist denkbar, daß anstelle der Ventil
platte 6 eine andere Dichtungsform verwendet wird. In
das offene Ende 9 der Griffkappe 2 wird die in Fig. 2
dargestellte Zylinderhülse eingeschoben, welche wiederum
durch weitere Hülsen bzw. eine Griffkolbenhülse ge
schlossen ist.
Fig. 2 zeigt eine Zylinderhülse 10, welche als äußere
Zwischenhülse der teleskopartigen Vorrichtung 1 einge
setzt wird. Die Zylinderhülse 10 weist an einem Ende 11
einen nach innen gerichteten ringförmigen Ansatz 12 auf,
welcher in Verbindung mit der koaxial innenliegenden
Kolbenzylinderhülse, wie sie in Fig. 3 und 4 darge
stellt ist, eine Führung für die Kolbenzylinderhülse und
gleichzeitig einen radialen Abschluß zum Verschließen
des ersten der beiden Teildruckräume ermöglicht.
Die Kolben-Zylinderhülse besteht aus zwei Teilen 13, 14,
welche in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Fig. 3
zeigt das erste Teil 13 der Kolben-Zylinderhülse die in
die Zylinderhülse 10 bei der Montage derart eingeschoben
wird, daß die auskragenden Enden entgegengesetzt ange
ordnet sind. Das erste Teil 13 der Kolben-Zylinderhülse
besteht aus einem rohrförmigen Stück, welches an einem
Ende durch eine Stirnwand 15 teilweise verschlossen ist.
Die Stirnwand 15 weist eine zweistufige Bohrung 16 auf,
welche mit ihrem größten Durchmesser zur Aufnahme des
zweiten Teils 14 der Kolbenzylinderhülse vorgesehen ist,
während der kleinere Teil der abgestuften Bohrung 16 zur
Aufnahme einer weiteren Kolbenhülse, wie sie in Fig. 5
dargestellt ist, vorgesehen ist. Das gegenüberliegende
Ende des ersten Teils 13 der Kolbenzylinderhülse ist
offen und weist einen äußeren Radialansatz 17 auf, der
umfangsverteilt mehrere Kanäle 18 aufweist.
Fig. 4 zeigt das zweite Teil 14 der Kolben-Zylinder
hülse, welches in das erste Teil 13 bei der Montage ein
geschoben wird. Das Ende 19 des zweiten Teils 14 der
Kolben-Zylinderhülse weist einen nach innen gerichteten
ringförmigen Ansatz 20 auf, der eine Bohrungsweite
besitzt, die dem Außendurchmesser der in Fig. 5 darge
stellten Kolbenhülse angepaßt ist. Gleichzeitig bildet
der Ansatz 20 den Kolben für den Teildruckraum der zwi
schen der Kolben-Zylinderhülse und der Kolbenhülse
gebildet wird. Das andere Ende 21 des zweiten Teils 14
der Kolben-Zylinderhülse weist einen nach außen gerich
teten Ansatz 22 auf, dessen Außendurchmesser an den Auß
endurchmesser des Ansatzes 17 des ersten Teils 13 der
Kolbenzylinderhülse angepaßt ist und innerhalb der
Zylinderhülse 10 nach der Montage geführt wird. Das
zweite Ende 21 der Kolben-Zylinderhülse ist offen und
dient zur Aufnahme der in Fig. 5 dargestellten Kolben
hülse. Hinter dem Ansatz 22 befindet sich auf dem Außen
mantel der Kolbenzylinderhülse 13 ein Ringansatz 23, auf
welchem ein schwimmender O-Ring aufgelegt wird, der eine
axiale Bewegungsfreiheit besitzt und als Dichtungsele
ment zwischen dem ersten und den beiden zweiten Teil
druckräumen vorgesehen ist. Die beiden Teile 13, 14 der
Kolben-Zylinderhülse werden ineinander geschoben und
beispielsweise verklebt, verschweißt oder verschraubt,
wobei nach der Montage die innere Kolben-Zylinderhülse
13 gegenüber dem äußeren Teil 13 der Kolben-Zylinder
hülse hervorsteht und zwischen den Ansätzen 17 und 22
der O-Ring axial geführt wird. Ebenso wie der Ansatz 17
weist der Ansatz 22 umfangsverteilte Kanäle 24 auf, wel
che einen Druckausgleich zwischen den beiden Druckkam
mern ermöglichen, sofern keine Abdichtung durch den O-
Ring erfolgt. Eine Abdichtung durch den O-Ring zwischen
den beiden Druckräumen erfolgt immer dann, wenn in dem
ersten Druckraum Luft angesaugt wird, während die
Abdichtung aufgehoben wird, wenn eine Vorkomprimierung
der Luft im ersten Druckraum erfolgt. Unabhängig von
der Lage des O-Ringes besteht zwischen den beiden Teil
druckräumen eine Wirkverbindung durch mindestens einen
Verbindungskanal 59 in Form einer Längsnut auf dem
Außenumfang des zweiten Teils 14 der Kolben-Zylinder
hülse, der immer geöffnet bleibt.
Fig. 5 zeigt eine Kolbenhülse 25, welche in das innere
Teil 14 der Kolben-Zylinderhülse einschiebbar ist. Die
Kolbenhülse 25 weist ein offenes Ende 26 auf, welches in
eine Bohrung der Griffkolbenhülse, wie sie in Fig. 6
dargestellt ist, eingeklebt, eingeschraubt oder einge
schweißt wird. Das zweite Ende 27 ist ebenfalls offen
und wird durch einen Kolbenring 28 verschlossen, welcher
mit einem Ansatz in die Kolbenhülse 25 eingeschoben wird
und mit dieser verklebt, verschweißt oder alternativ
verschraubt wird. Der Kolbenring 28 weist auf seinem
äußeren Umfang eine Nut 29 mit einem O-Ring 30 auf, wel
cher nach der Montage eine Abdichtung des inneren Teils
14 der Kolben-Zylinderhülse bewirkt. Durch die Bohrung
der Kolbenhülse 25 hindurch erfolgt die Zuführung der
Luft an einen Ventilanschluß, wie er beispielsweise in
der Griffkolbenhülse aus Fig. 6 vorgesehen ist. Ferner
weist der Kolbenring 28 hinter dem O-Ring 30 in Richtung
auf die Kolbenhülse 25 einen radialen Verbindungskanal
31 auf, welcher mit einer axialen Bohrung 32 verbunden
ist, die über eine Dichtung 33 mit dem Innenraum der
Kolbenhülse 25 verbunden ist. Bei der Dichtung handelt
es sich wiederum um ein Einwegeventil, welches einen
Druckluftaustritt in Richtung auf den Ventilanschluß
gestattet und bei einem entsprechenden Gegendruck
selbsttätig die Bohrung 32 verschließt. Die Dichtung
besteht aus einer elastischen Ventilplatte 33 und einer
Ventilhalterung 34, welche die Ventilplatte 33 axial
beweglich in der Bohrung 32 fixiert. Alternativ besteht
auch hier die Möglichkeit ein anderes Einwegeventil ein
zusetzen.
Fig. 6 zeigt eine Griffkolbenhülse 36 und ein Adapter
gehäuse 37 in einer geschnittenen Seitenansicht und
einem Schnitt I-I. Das Adaptergehäuse 37 ist einstückig
mit der Griffkolbenhülse 36 der Vorrichtung 1 verbunden.
Alternativ besteht die Möglichkeit zwei Teile zu ver
wenden und diese zu verkleben oder zu verschweißen. Die
Griffkolbenhülse 36 besteht aus einem hohlzylindrischen
Abschnitt 38 mit einem offenen Ende 39, in welches die
Zylinderhülse 10 einschiebbar ist. An das zweite Ende 40
der Griffkolbenhülse 36 ist das Adaptergehäuse 37 ein
stückig angeformt, welches aus einem ringförmigen
Ansatz, welcher mehrere Bohrungen bzw. Durchbrüche auf
weist, besteht. Eine axial angeordnete Bohrung 41 mündet
in den zylindrischen Abschnitt 38 der Griffkolbenhülse
36, wobei der hintere Teil der Bohrung 41 eine größere
Abstufung 42 aufweist, in welche die Kolbenhülse 25 mit
ihrem offenen Ende 26 einschiebbar ist. Die Kolbenhülse
25 wird mit dem Adaptergehäuse 37 ebenfalls verklebt
bzw. verschweißt, um eine ausreichende Abdichtung zu
erzielen. In dem Adaptergehäuse 37 sind, wie aus dem
Schnitt I-I ersichtlich, insgesamt 4 Ausnehmungen 43
eingearbeitet, welche jeweils um 90° zueinander versetzt
angeordnet sind. Es ist jedoch denkbar, daß eine größere
Anzahl von Ausnehmungen 43 auf dem Umfang des Adapterge
häuses 37 angeordnet werden. Die Ausnehmungen 43 sind in
ihrem hinteren Teil jeweils rechteckförmig oder rund
ausgeführt, wobei drei der Ausnehmungen 43 über einen
Verbindungskanal 44 mit der zentralen Bohrung 41 verbun
den sind. Die Größe der Ausnehmungen 43 und die des Ver
bindungskanales 44 ist jeweils an die unterschiedlichen
Ventilanschlüsse angepaßt, wobei in jede Ausnehmung 43
bei der Montage eine entsprechende Gummidichtung einge
legt wird. Je nach verwendeten Ventilanschluß besteht
der Verbindungskanal 44 aus einer kleinen Bohrung oder
aus einem größeren Durchbruch, der u. a. die Einführung
des Ventilschaftes bis zur inneren Bohrung 41 ermög
licht, um die Baugröße der Vorrichtung 1 bzw. des
Adaptergehäuses 37 zu reduzieren. Die vierte Ausnehmung
43 weist demgegenüber keine Verbindung zur zentralen
Bohrung 41 auf, weil in dieser Ausnehmung 43 ein
Druckknopf eingelegt wird, welcher eine Verriegelung des
Adaptergehäuses 37 ermöglicht. In der Verriegelungs
stellung sind zur Vermeidung von Verschmutzungen bzw.
dem Eindringen von Schmutzpartikeln in die Druckräume
die verschiedenen Austrittsöffnungen durch die in der
Fig. 7 dargestellten Hülse verschlossen. Ferner ist in
das Adaptergehäuse 37 eine Längsnut 45 und eine Ringnut
46 eingearbeitet, welche zur Führung eines an der Hülse
angeformten Ansatzes vorgesehen ist. Die Hülse kann mit
dem Ansatz durch die Längsnut 45 aufgeschoben werden und
durch die Ringnut 46 in jede beliebige Stellung verdreht
werden, wobei die Stellung durch eine an dem Adapterge
häuse 37 angeformte Nase 47 arretiert werden kann. Die
Nase 47 greift in eine sternförmige Nut der Hülse zur
Arretierung ein.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht und in einer geschnittenen
Seitenansicht II-II eine Hülse 48, welche koaxial auf
dem Adaptergehäuse 37 aufgeschoben werden kann. Die
Hülse 48 weist einen Durchbruch 49 auf, welcher je nach
Drehstellung der Hülse 48 eine der Ausnehmungen 43 frei
gibt oder eine Einrastung des Verriegelungsknopfes
ermöglicht. Auf der Innenseite der Hülse 48 ist ein
Ansatz 50 angeformt, welcher in der Längsnut 45 bzw. in
der Ringnut 46 des Adaptergehäuses 37 geführt wird. Der
Ansatz 50 verhindert mit Ausnahme einer bestimmten Dreh
position, das Abziehen der Hülse 48 von dem Adapterge
häuse 37. Das dem Ansatz 50 abgewandte Ende der Hülse 48
ist durch eine Wand 51 mit einer Stirnfläche 52 ver
schlossen. Auf der Innenseite der Wand 51 ist ein kreis
runder Ansatz 53 angeformt, der durch einen
Segmentringansatz 54 verlängert ist. Der Segmentringan
satz 54 erstreckt sich cirka über einen Dreiviertel
kreis, dessen Öffnung mit dem Durchbruch 49 der Hülse 48
fluchtet. Auf dem Segmentringansatz 54 wird ein Dich
tungselement aufgeschoben und zur Abdichtung der ver
schiedenen Austrittsöffnungen verwendet. Um den Ansatz 53
herum befindet sich auf der Wand 52 eine Nut 55, wel
che den ringförmigen Kragen des Dichtungselementes auf
nimmt. In der Stirnfläche 52 befindet sich eine zentrale
Bohrung 56, welche bis in den Ansatz 53 hineinreicht und
durch einen kleinen Verbindungskanal 57 mit der Bohrung
56 des Segmentringansatzes 54 verbunden ist. In den
Ansatz 53 ist ferner eine Ausnehmung 58 eingearbeitet,
welche zur Aufnahme einer Dichtung für die Bohrung 56
vorgesehen ist. Die Bohrung 56 wird durch die Dichtung
gegenüber den beiden zweiten Teildruckräumen abgedichtet
und dient zur Aufnahme beispielsweise eines Schlauchan
schlusses, mit dem eine Verbindung zu weiteren beliebi
gen Ventilanschlüssen geschaffen werden kann, welche
beispielsweise schwer zugänglich sind.
Fig. 8 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht und
einem Schnitt III-III die Vorrichtung 1 nach der Mon
tage und Fig. 9 zeigt in zwei geschnittenen Teilansich
ten den schwimmenden O-Ring 60 in zwei verschiedenen
Positionen sowie die radiale Anordnung der Hülsen in
zwei geschnittenen Draufsichten.
Die äußeren Teile der Vorrichtung bestehen aus der
Griffkappe 2 und der Griffkolbenhülse 36 mit einstückig
angeformten Adaptergehäuse 37, welches durch die koaxial
angeordnete Hülse 48 verschlossen ist bzw. die Auswahl
einer der Austrittsöffnungen ermöglicht. Beim Auseinan
derziehen wird zusätzlich das erste Teil 13 der Kolben-
Zylinderhülse sowie die Kolbenhülse 25 sichtbar. Im ein
geschobenen Zustand sind die Hülsen koaxial zueinander
angeordnet, wobei von außen nach innen nach der Griff
kappe 2 und der Griffkolbenhülse 36 die Zylinderhülse
10, die zweiteilige Kolben-Zylinderhülse 13, 14 und die
Kolbenhülse 25 folgt. Die Griffkappe 2 weist in ihrer
Stirnwand 4 eine Stufenbohrung 5 mit einer Ventilplatte
6 und einer Ventilhalterung 7 auf, welche zum Ansaugen
der Außenluft in den ersten Druckraum vorgesehen ist.
Der Druckraum ist in der eingeschobenen Stellung jedoch
nicht erkennbar, sondern öffnet sich erst beim Ausein
anderziehen der Vorrichtung 1 zwischen Kolbenring 28 und
der Innenseite der Stirnwand 4 und wird radial durch die
Zylinderhülse 10 begrenzt. Zur Abdichtung des ersten
Druckraumes befindet sich in dem Kolbenring 28 einer
seits eine Nut 29 mit einem O-Ring 30 und andererseits
ist ein schwimmender O-Ring 60 vorgesehen, welcher beim
Auseinanderziehen der Vorrichtung 1 auf einen Ringansatz
23 geschoben wird und den oder die Kanäle 24 zwischen
dem ersten und den beiden Teildruckräumen 61, 62 ver
schließt. Beim Zusammendrücken hingegen wird der O-Ring
60 axial in einen ringförmigen Freiraum 63 verlagert, so
daß eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum und
den beiden zweiten Teildruckräumen 61, 62 über den Kanal
24 und den Verbindungskanal 59 sowie einem Kanal 78
besteht, während der erste Druckraum durch die Ventil
platte 6 nach außen abgedichtet ist und eine Vorkompri
mierung möglich ist. Bei der Vorkomprimierung strömt die
Luft gleichzeitig über den Kanal 24 und den Verbindungs
kanal 59 sowie mindestens einem weiteren Kanal 78,
welcher auf der Innenfläche des Ansatzes 20 des zweiten
Teils 14 der Kolben-Zylinderhülse ausgebildet ist, in
die beiden zweiten Teildruckräume 61, 62, welche einer
seits zwischen der Zylinderhülse 10 und dem ersten Teil
13 der Kolben-Zylinderhülse und andererseits zwischen
dem zweiten Teil 14 der Kolben-Zylinderhülse und der
Kolbenhülse 25 ausgebildet sind. Radial verschlossen
bzw. abgedichtet sind die beiden zweiten Teildruckräume
61, 62 durch den Ansatz 12 der Zylinderhülse 10 und den
äußeren radialen Ansatz 22 des zweiten Teils 14 der
Kolben-Zylinderhülse mit dem O-Ring 60 beim Ansaugen der
Außenluft bzw. durch den inneren radialen Ansatz 20 des
zweiten Teils 14 der Kolben-Zylinderhülse und der Stirn
wand 15 des ersten Teils 13 der Kolben-Zylinderhülse
sowie des Kolbenringes 28, wobei zur besseren Abdichtung
in dem Ansatz 12 eine innere Nut 64 mit einem O-Ring 60
und in der Stirnwand 15 eine innere Nut 66 mit einem O-
Ring 67 vorgesehen wurde. Die Bohrung 16 und die radia
len Ansätze 12, 20 sowie die Ansätze 17, 22 bilden die
jeweilige Führung der koaxial benachbarten Hülse, wobei
die Ansätze 12, 20 und 22 mit O-Ring 60 gleichzeitig den
Kolben für die Teildruckräume 61, 62 bilden und eine
Komprimierung der Luft in den beiden Teildruckräumen 61,
62 ermöglichen. Der Teildruckraum 62 ist über einen Ver
bindungskanal 31 und eine Bohrung 32 mit dem Innenraum
68 der Kolbenhülse 25 verbunden, welche wiederum mit
ihrem offenen Ende in die Bohrung 41 des Adaptergehäuses
37 mündet. Um zu verhindern, daß die ausgestoßene Luft
wieder zurückströmen kann, ist die Bohrung 32 durch ein
Einwegeventil in Form einer Ventilplatte 34 und einer
Ventilhalterung 35 verschließbar, welches sich beim Kom
primieren der Luft in den beiden Teildruckräumen 61, 62
aufgrund des Überdruckes öffnet und einen Luftaustritt
zum Adaptergehäuse 37 hin ermöglicht. Die Komprimierung
in den beiden Teildruckräumen 61, 62 findet immer dann
statt, wenn die Vorrichtung 1 auseinander gezogen wird
und gleichzeitig die Außenluft in den ersten Druckraum
einströmen kann.
Das Adaptergehäuse 37 der Vorrichtung 1 ist zusätzlich
nach der Montage in einem Schnitt III-III dargestellt.
Aus der Schnittdarstellung ist zu erkennen, daß in den
Ausnehmungen 43 des Adaptergehäuses 37 in der oberen
Position ein Druckknopf 69 mit einer in einer Sackloch
bohrung 70 liegenden Feder 71 eingesetzt ist, während in
der rechten und unteren Ausnehmung 43 eine Dichtung 72,
bzw. 73 eingelegt ist. Die linke Ausnehmung 43 ist hin
gegen frei und dient zur Aufnahme eines separaten Adap
ters. In der Drehposition der Hülse 48 ist der Durch
bruch 49 nach oben ausgerichtet, so daß der Druckknopf
69 durch den Durchbruch 49 hindurch von der Feder 71
nach außen gedrückt werden kann. Die Dichtungen 72, 73
sind durch die Hülse 48 zusätzlich verschlossen, um Ver
schmutzungen zu vermeiden und stellt die Verriegelungs
position der Vorrichtung 1 dar, in welcher keine der
Austrittsöffnungen mit den Teildruckräumen 61, 62 ver
bunden ist. Die Abdichtung gegenüber den Teildruckräumen
61, 62 erfolgt durch ein Dichtungselement 74, welches
auf dem Segmentringansatz 54 der Hülse 48 aufgeschoben
ist und mit ihrem offenen Segmentausschnitt 75 in Rich
tung auf den Druckknopf 69 zeigt. Bei einer Verdrehung
der Hülse 48 wird der einstückig mit der Hülse 48 ver
bundene Segmentringansatz 54 mitgedreht, so daß der Seg
mentausschnitt 75 des Dichtungselementes 78 in Richtung
auf die Austrittsöffnungen verdreht wird und gleich
zeitig eine Verbindung zu den Teildruckräumen 61, 62
hergestellt wird. Die in der Stirnfläche 52 vorhandene
Bohrung 56 wird durch die Stirnfläche 76 des Dichtungs
elementes 74 abgedichtet, so daß für alle Austrittsöff
nungen des Adaptergehäuses 37 nur ein einziges Dich
tungselement 74 erforderlich ist. Alternativ besteht die
Möglichkeit die Bohrung 56 durch eine separate Dichtung
abzudichten. Die Dichtung kann hierbei durch einen ver
längerten Ansatz eines anschließbaren Adapters oder
Manometers nach innen gedrückt werden, so daß eine Ver
bindung zu den Teildruckräumen 61, 62 hergestellt wird.
Das Dichtungselement 74 selbst ist auf den ringförmigen
Ansatz 53 der Hülse 48 aufgeschoben und liegt mit seinem
Kragen 77 in der ringförmigen Nut 55, so daß die Teil
druckräume 61, 62 gegenüber der Hülse 48 ausreichend
abgedichtet sind.
Aus Fig. 9 ist die Position des O-Ringes 60 nochmals in
einer vergrößerten und geschnittenen Teilansicht der
Vorrichtung 1 in einer abdichtenden Position in der obe
ren Darstellung und in einer geöffneten Position in der
unteren Darstellung ersichtlich. Der O-Ring 60 besitzt
ein axiales Spiel und kann von der abdichtenden Position
auf dem Ringansatz 23 des zweiten Teils 14 der Kolben-
Zylinderhülse, welche beim Auseinanderziehen der Vor
richtung 1 erreicht wird, in eine öffnende Position in
den Freiraum 63 übergehen, wenn die Vorrichtung 1 zusam
mengeschoben wird. In der geöffneten Position wird der
Kanal 24 zur Verbindung der Druckräume 8 bzw. 61, 62
freigegeben.
Aus den Schnitten IV-IV und V-V ist die radiale
Anordnung der Hülsen und die der Verbindungskanäle zwi
schen den Druckräumen 8 bzw. 61, 62 im einzelnen noch
mals ersichtlich. Ebenfalls sind in den Schnittdarstel
lungen die Kanäle 18, die Verbindungskanäle 59 und der
Kanal 78 erkennbar, welche einen Druckausgleich zwischen
den beiden Teildruckräumen 61, 62 ermöglichen.
Fig. 10 zeigt in einer geschnittenen Teilansicht eine
weitere Ausführungsform der Erfindung in Form einer Vor
richtung 100, welche als Standkompressor verwendet wer
den kann und gegenüber der bisherigen Ausführungsform
folgende Abweichungen aufweist. Die Vorrichtung 100
weist eine einzige Austrittsöffnung auf, welche radial
auf einer äußeren Zylinderhülse 101 einstückig angeformt
ist, wobei die Austrittsöffnung eine Ausnehmung 102 auf
weist, welche durch eine Stufenbohrung 103 mit dem Teil
druckraum 61 unmittelbar verbunden ist, wobei zur
Abdichtung ein Einwegeventil vorgesehen ist, welches aus
einer Ventilplatte 104 und einer Ventilhalterung 105
besteht und im mittleren Teil der Stufenbohrung 103
angeordnet ist. Durch die Position der Austrittsöffnung
unmittelbar auf der Zylinderhülse 101 entfällt der Ver
bindungskanal zum Adaptergehäuse, so daß die Kolbenhülse
25 durch eine Kolbenstange 106 ersetzt werden kann, wel
che einen Ansatz 107 mit einer Nut 108 und einem O-Ring
109 zur Abdichtung aufweist. Die übrige technische Aus
führung entspricht der der Vorrichtung 1.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Griffkappe
3 Hülse
4 Stirnwand
5 Stufenbohrung
6 Ventilplatte
7 Ventilhalterung
8 Druckraum
9 Ende
10 Zylinderhülse
11 Ende
12 Ansatz
13 erstes Teil der Kolben-Zylinderhülse
14 zweites Teil der Kolben-Zylinderhülse
15 Stirnwand
16 Bohrung
17 Radialansatz
18 Kanal
19 Ende
20 Ansatz
21 Ende
22 Ansatz
23 Ringansatz
24 Kanal
25 Kolbenhülse
26 Ende
27 Ende
28 Kolbenring
29 Nut
30 O-Ring
31 Verbindungskanal
32 Bohrung
33 Dichtung
34 Ventilplatte
35 Ventilhalterung
36 Griffkolbenhülse
37 Adaptergehäuse
38 Abschnitt
39 Ende
40 Ende
41 Bohrung
42 Abstufung
43 Ausnehmung
44 Verbindungskanal
45 Längsnut
46 Ringnut
47 Nase
48 Hülse
49 Durchbruch
50 Ansatz
51 Wand
52 Stirnfläche
53 Ansatz
54 Segmentringansatz
55 Nut
56 Bohrung
57 Verbindungskanal
58 Ausnehmung
59 Verbindungskanal
60 O-Ring
61 Teildruckraum
62 Teildruckraum
63 Freiraum
64 Nut
65 O-Ring
66 Nut
67 O-Ring
68 Innenraum
69 Druckknopf
70 Sacklochbohrung
71 Feder
72 Dichtung
73 Dichtung
74 Dichtungselement
75 Segmentausschnitt
76 Stirnfläche
77 Kragen
78 Kanal
100 Vorrichtung
101 Zylinderhülse
102 Ausnehmung
103 Stufenbohrung
104 Ventilplatte
105 Ventilhalterung
106 Kolbenstange
107 Ansatz
108 Nut
109 O-Ring
2 Griffkappe
3 Hülse
4 Stirnwand
5 Stufenbohrung
6 Ventilplatte
7 Ventilhalterung
8 Druckraum
9 Ende
10 Zylinderhülse
11 Ende
12 Ansatz
13 erstes Teil der Kolben-Zylinderhülse
14 zweites Teil der Kolben-Zylinderhülse
15 Stirnwand
16 Bohrung
17 Radialansatz
18 Kanal
19 Ende
20 Ansatz
21 Ende
22 Ansatz
23 Ringansatz
24 Kanal
25 Kolbenhülse
26 Ende
27 Ende
28 Kolbenring
29 Nut
30 O-Ring
31 Verbindungskanal
32 Bohrung
33 Dichtung
34 Ventilplatte
35 Ventilhalterung
36 Griffkolbenhülse
37 Adaptergehäuse
38 Abschnitt
39 Ende
40 Ende
41 Bohrung
42 Abstufung
43 Ausnehmung
44 Verbindungskanal
45 Längsnut
46 Ringnut
47 Nase
48 Hülse
49 Durchbruch
50 Ansatz
51 Wand
52 Stirnfläche
53 Ansatz
54 Segmentringansatz
55 Nut
56 Bohrung
57 Verbindungskanal
58 Ausnehmung
59 Verbindungskanal
60 O-Ring
61 Teildruckraum
62 Teildruckraum
63 Freiraum
64 Nut
65 O-Ring
66 Nut
67 O-Ring
68 Innenraum
69 Druckknopf
70 Sacklochbohrung
71 Feder
72 Dichtung
73 Dichtung
74 Dichtungselement
75 Segmentausschnitt
76 Stirnfläche
77 Kragen
78 Kanal
100 Vorrichtung
101 Zylinderhülse
102 Ausnehmung
103 Stufenbohrung
104 Ventilplatte
105 Ventilhalterung
106 Kolbenstange
107 Ansatz
108 Nut
109 O-Ring
Claims (15)
1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes, insbesondere
zur Verwendung als Luftpumpe oder Standkompressor, mit
einem mehrstufigen Gehäuse, welches einen Ventilanschluß
aufweist und wobei in dem Gehäuse mindestens ein erster
und zweiter Druckraum ausgebildet ist, deren Volumen
durch jeweils einen Kolben veränderbar ist und über eine
nur in einer Bewegungsrichtung wirksamen Dichtung
miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Druckraum aus zwei einzelnen Teil
druckräumen (61, 62) besteht, welche koaxial zum ersten
Druckraum (8) angeordnet und miteinander über einen
Verbindungskanal (18, 59, 78) in Wirkverbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der eingeschobenen Stellung die beiden Teildruck
räume (61, 62) koaxial zueinander angeordnet sind und
ihr größtes Volumen aufweisen und der erste Druckraum
(8) das kleinste Volumen besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der ausgezogenen Stellung die beiden Teildruck
räume (61, 62) ihr kleinstes Volumen aufweisen und der
erste Druckraum (8) das größte Volumen besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wände der Druckräume (8, 61, 62) aus mehreren
koaxial angeordneten Hülsen (2, 10, 13, 14, 25)
bestehen, welche ineinander einschiebbar sind, wobei die
Hülsen (2, 10, 13, 14, 25) Teile des mehrstufigen
Gehäuses bilden.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mittlere Hülse (13, 14), welche den ersten
Druckraum (8) und die beiden Teildruckräume (61, 62)
voneinander trennt, doppelwandig ausgeführt ist und
zumindest einen axialen Verbindungskanal (59) der beiden
räumlich getrennten Teildruckräume (61, 62) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülsen (10, 13, 14, 25, 106) zumindest an einem
Ende einen innen- oder außenliegenden Kragen oder
ringförmigen Ansatz (12, 17, 20, 22, 107) aufweisen,
welcher den Kolben des koaxial benachbarten Druckraumes
(8, 61, 62) bildet.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kragen bzw. Ansätze (12, 17, 20, 22, 107) ein
stückig an die Hülsen (10, 13, 14, 25, 106) angeformt
oder mit dieser verschraubt, verklebt oder verschweißt
sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ansaugen des Mediums in den ersten Druckraum
(8) gleichzeitig eine Verdichtung der beiden Teildruck
räume (61, 62) mit einem Austritt des Mediums unter
erhöhtem Druck über den Ventilanschluß erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung zwischen dem ersten (8) und den beiden
Teildruckräumen (61, 62) aus einem schwimmenden O-Ring
(60) besteht, welcher durch eine Verlagerung auf einen
Ringansatz (23) beim Ansaugen des Mediums den ersten
Druckraum (8) und die Teildruckräume (61, 62) gegenein
ander abdichtet und welcher beim gleichzeitigen kompri
mieren des Mediums in den beiden Teildruckräumen (61,
62) ein Druckausgleich gewährleistet.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung zwischen dem ersten (8) und den beiden
Teildruckräumen (61, 62) aus einem schwimmenden O-Ring
(60) besteht, welcher durch eine seitliche Verlagerung
in einen Freiraum (63) beim Vorkomprimieren des Mediums
in der ersten Druckkammer einen Durchgang zum zweiten
Druckraum bzw. den beiden Teildruckräumen (61, 62)
öffnet.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckraum (8) einen Ventileinlaß über ein
Einwegeventil (6, 7) und die beiden zweiten Teildruck
räume (61, 62) eine Austrittsöffnung zum Ventilanschluß
aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilanschluß axial oder radial aus dem mehr
stufigen Gehäuse herausgeführt ist, wobei bei einer
radialen Anordnung das komprimierte Medium unmittelbar
über einen Ventilanschluß des äußeren Gehäuseteils (101)
ableitbar ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mittlere Hülse aus zwei Teilen (13, 14) besteht,
welche verschraubt oder verklebt sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den einzelnen Hülsen (10, 13, 14, 25, 106)
zur Abdichtung eine Nut (29, 64, 66, 108) mit einem O-
Ring (30, 65, 67, 109) oder eine Lippendichtung
angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilauslaß der beiden Teildruckräume (61, 62)
über ein Adaptergehäuse (37) erfolgt, welches ein
Multifunktionsanschluß darstellt und verschiedene
Ventilanschlüsse enthält, die wahlweise und einzeln über
ein Dichtungselement (74) mit dem zweiten Druckraum
bzw. den Teildruckräumen (61, 62) verbindbar sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19518242A DE19518242C2 (de) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
EP96107684A EP0745772B1 (de) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
DE59608173T DE59608173D1 (de) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
US08/645,683 US5759018A (en) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Device for creating pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19518242A DE19518242C2 (de) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19518242A1 true DE19518242A1 (de) | 1996-11-21 |
DE19518242C2 DE19518242C2 (de) | 1999-04-29 |
Family
ID=7762237
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19518242A Expired - Lifetime DE19518242C2 (de) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
DE59608173T Expired - Lifetime DE59608173D1 (de) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE59608173T Expired - Lifetime DE59608173D1 (de) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckes |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (2) | DE19518242C2 (de) |
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