Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Erzielung und Regulierung des Fluiddrucks in einer oder mehr Fluid aufnehmenden Struktur(en). Genauer gesagt betrifft die Erfindung verbesserte Luftpumpen, Steuerungen, Informationsverarbeitungen und Handsteuerungen zum Messen und Variieren des Luftdrucks in Luftmatratzen.

Luftunterstützte Matratzen werden mit Liegen und Betten verwendet, um passable Körperauflagen zur Verfügung zu stellen. Luftmatratzen können mit handbetriebenen Pumpen oder Sackpumpen aufgeblasen werden. Motorbetriebene Gebläse und Pumpen werden ebenfalls verwendet, um Druckluft effizienter in Luftmatratzen zu füllen. Die US-Patente 4,908,895 und 4,644,597 der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beschreiben mögliche Konstruktionen von Luftmatratzen.

Die Luftmatratzen liegen typischerweise innerhalb einer die Matratze abstützenden Einfassung, wie sie in der US-PS 4,991,244 beschrieben ist, die an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Bei Doppel-, schmalen Doppel- oder breiten Doppelbetten können zwei Luftmatratzen oder zwei Luftkammern mit individuell einstellbaren Luftdrücken vorgesehen sein. Diese Luftkammern können innen weiter unterteilt sein, mit einem freien Fluidstrom zwischen diesen weiteren Unterteilungen. Die Luftmatratzen können mit einem Einweg-Luftdruckentlastungsventil ausgestattet sein, das betätigbar ist, um den Luftdruck in der Luftmatratze auf etwa 1 psig (Überdruck in Quadratzoll, d.h. relativ zum Umgebungsdruck) zu beschränken, damit es zu keiner Nahtauftrennung und Ausströmung kommt.

Die Vorspann- oder Festigkeitsmerkmale einer Luftmatratze werden durch den Druck der Luft in der Luftmatratze bestimmt. Steuermechanismen werden zur Einstellung der Füllung von Luftmatratzen verwendet. Young et al. offenbaren beispielsweise in der US-PS 4,224,706 einen Mechanismus zur Einstellung der Luftmenge in einer Luftmatratze. Der im '706er Patent offenbarte Mechanismus enthält einen oder mehrere mit Luftmatratzen verbundene(n) Behälter zur Zufuhr von Luft zur bzw. Aufnahme von Luft aus der Luftmatratze. Diese Behälter befinden sich im Rahmen unterhalb der Matratze. Die Innenvolumen der Behälter werden durch Drehung einer Handkurbel verändert. Durch die Veränderung des Volumens in den Behältern wird der Luftdruck in den Luftmatratzen eingestellt.

Bei anderen Steuersystemen für Luftmatratzen können Bedienungspersonen den Luftdruck in der Matratze durch Tastendruck verändern. Die Handsteuereinheiten bei diesen Systemen befanden sich entweder am Luftschlauch, der die Pumpe mit der Matratze verbindet, oder es stellten die Handsteuereinheiten eine elektrische Verbindung zu der Pumpe und Magnetventilen her. Siehe zum Beispiel die US-PSen 4,897,890, 4,829,616 und 4,890,344 der Anmelderin der vorliegenden Erfindung.

Diese Handsteuereinheiten gestatteten typischerweise die Übermittlung von zwei Instruktionen an die Pumpe/Steuereinheit. Diese Instruktionen bestanden entweder in einer Erhöhung oder in einer Senkung des Drucks. Die Benutzer mussten sich bei der Einstellung des Luftdrucks auf ihren Tastsinn verlassen, weil die Einheiten dem Benutzer keinerlei Informationen betreffend den Druck in den Matratzen lieferten.

Bei einer früheren Ausbildung einer Drucksteuerung für eine Luftmatratze wurde der Luftdruck die ganze Zeit über konstant gehalten, unabhängig davon, ob der Benutzer auf der Matratze lag oder nicht. Siehe US-PSen 4,142,717 und 4,994,124. Eine Steuereinheit gestattete die Einstellung eines vorgegebenen Drucks. Ein Problem bei dieser Anordnung lag in der abrupten Druckveränderung dann, wenn ein Benutzer Gewicht auf die Matratze aufbrachte. Die Luftmatratze musste eine Innenstruktur aufweisen, um den Großteil des Gewichts des Benutzers aufzunehmen, damit das Entweichen von großen Luftvolumina bei der Regulierung des Drucks zum vorgegebenen Wert verhindert wurde. Die Innenstruktur stand den Bequemlichkeitsvorteilen entgegen, die eine luftunterstützte Matratze bieten sollte.

Bei einer anderen Ausbildung einer Drucksteuereinheit waren eine digitale Anzeige für den Innendruck und Drucktasten vorgesehen. Siehe US-PS Nr. 5,020,176. Der Benutzer konnte entweder einen konstanten Druckmodus benutzen, bei dem der Druck vom Benutzer eingestellt werden konnte. Der Benutzer hatte auch die Möglichkeit, einen manuellen Modus zu verwenden, bei dem der Druck nicht konstant gehalten wurde, sondern der Benutzer den Fluidstrom in oder aus der Matratze direkt steuerte.

Bei diesen früheren Ausbildungen wurden, wenn das Bett zwei separate Matratzen oder Luftbälge enthielt, zwei Handsteuereinheiten geliefert, von denen jede zur Steuerung des jeweiligen Luftbalgs diente. Eine auf einer Seite des Betts liegende Person konnte daher dem Bettpartner auf der anderen Seite des Betts bei einer Verstellung des Luftdrucks auf der anderen Seite des Betts nicht helfen, ohne selbst auf die andere Seite des Betts zu gehen. Die Handsteuereinheiten waren physisch an der Steuereinheit angebracht, wodurch die Platzierung einer bestimmten Einheit eingeschränkt war.

Die bei diesen früheren Steuersystemen für Luftbetten zu tätigende Datenverarbeitung war minimal. Die Systeme mit konstantem Druck erforderten eine periodische Überprüfung des Drucks und einen Vergleich mit dem Sollwert. Luft wurde dann je nach Bedarf zu- oder abgeführt, wobei nötigenfalls mehrere Schritte ausgeführt wurden, um den gewünschten Druck zu erzielen. Bei den Ausführungen mit manueller Steuerung steuerte der Bediener die Pumpe und das Auslöseventil zur Steuerung des Fluidstroms in oder aus der Matratze direkt.

Früher wurden mit einem Elektromotor betriebene Pumpen zum Aufblasen von Matratzen verwendet. Das Betriebsgeräusch solcher Pumpen war eine häufige Quelle für Beschwerden durch Konsumenten. Die Pumpen wurden meistens dann gebraucht, wenn der Benutzer des Betts schlafen gehen wollte. Eine laute Pumpe beeinträchtigte die ruhige Atmosphäre, die zum Einschlafen notwendig ist. Die häufigste Ursache für den lauten Betrieb solcher Pumpen ist die starre Befestigung des Ventilatormotors am Pumpengehäuse. Eine solche starre Befestigung überträgt die vom Pumpenmotor erzeugten Schwingungen und Geräusche an das Pumpengehäuse und an die Umgebung rund um die Pumpe. Weitere Möglichkeiten für eine Geräuschübertragung an die Umgebung bei Luftpumpen sind der Speiselufteinlass und der Kühllufteinlass. Es konnten zwar Schall isolierende und dämpfende Materialien in die Pumpenmotoren und Gehäuse eingebaut werden, doch nur mit dem Risiko einer Wärmeisolierung und dadurch bedingten Überhitzung der Pumpenmotoren.

Für die Branche wäre es von Vorteil, eine leise Pumpe zur Verfügung stellen zu können, bei welcher der Lärm und die Schwingungen des Ventilatormotors gegenüber dem Pumpengehäuse gedämpft würden und eine entsprechende Kühlung des Pumpenmotors gewährleistet würde. Weiters sollten der Lufteinlass und der Kühllufteinlass so gestaltet sein, dass die Menge an durch diese geleitetem Ventilatorgeräusch minimiert würde. Es wäre ein bedeutender Fortschritt, wenn ein Mehrgeschwindigkeitsmotor für ein optimales Aufpumpen mit weniger Lärm und einem Minimum an Überhitzungsproblemen geschaffen würde. Was die Steuerung der Aggregate anlangt, wäre es ein klarer Vorteil, wenn Handsteuereinheiten zur Verfügung gestellt würden, bei denen der Benutzer der Einheit nicht an die Pumpeneinheit gebunden wäre und beide Luftbälge steuern könnte für den Fall, dass jede Bettseite ihren eigenen, unabhängigen Balg hätte. Es wäre auch ein entschiedener Fortschritt auf dem Gebiet, wenn der Druck der Luftmatratze auf einer gewünschten Einstellung genau und ständig überwacht und gesteuert werden könnte.

Das Luftsteuersystem eines Luftbetts gemäß der vorliegenden Erfindung löst die oben dargelegten Probleme großteils. Das vorliegende Luftsteuersystem enthält eine speziell zur Geräuschminderung konstruierte motorbetriebene Pumpe sowie eine von der Luftpumpe unabhängige, fernbetriebene Handbetätigungseinrichtung. Der Benutzer eines mit dem vorliegenden Luftsteuersystem gesteuerten Bettaufbaus kann die Festigkeit der Luft matratze genau und ständig auf eine gewünschte Einstellung regeln. Mit der fernbetriebenen Handbetätigungseinrichtung gemäß dem Luftsteuersystem der vorliegenden Erfindung kann der Benutzer die Festigkeit beider Bälge einer Doppelbalg-Luftmatratze unabhängig voneinander einstellen.

Die Handsteuereinheit kommuniziert mit der Basiseinheit über ein Funkfrequenz-Sende/Empfangsgerät. Die Basiseinheit überwacht ein Maß für die Festigkeit der Luftmatratze, übermittelt dieses an die Handeinheit und reagiert auf Befehle von der Handeinheit zur Veränderung der Festigkeit der Matratze.

Die motorbetriebene Pumpe kann mit mehreren Geschwindigkeiten arbeiten, um bei einer Optimierung der Pumpbedingungen Geräusche zu minimieren. Die Motorgeschwindigkeiten sind zur Erzielung der optimalen Motorgeschwindigkeit in mehreren Stufen regelbar, während gleichzeitig zur Verhinderung einer Überhitzung die Motortemperatur überwacht wird. Die Basiseinheit ist speziell so konstruiert, dass eine Übertragung von ungebührlichem Motorlärm von der Basiseinheit in die Umgebung verhindert wird. Mikroprozessoren sowohl in der Handsteuerung als auch in der Basiseinheit gestatten eine Optimierung der Pumpbedingungen ohne Einwirkung des Benutzers über die Auswahl einer gewünschten Festigkeit hinaus.

1 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Luftbetts in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Luftsteuersystem;

2a ist eine Ansicht einer Handsteuereinheit des Luftsteuersystems;

2b ist eine Ansicht einer Handsteuereinheit des Luftsteuersystems;

3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Zeichens und des Halbzeichens der Anzeige der Handsteuereinheit;

4 ist eine schematische Ansicht des Inneren der Handsteuereinheit;

5 ist eine in Einzelteile zerlegte Ansicht der Basiseinheit des Luftsteuersystems;

6 ist eine Draufsicht auf die Schalttafel des Prozessors der Basiseinheit mit einer schematischen Darstellung des Basisprozessors und des Basisempfängers/senders;

7 ist eine Seitenansicht einer Rohr-Schlauch-Befestigung zur Verwendung für die Anbringung einer Luftmatratze an der Basiseinheit;

8 ist eine perspektivische Ansicht der Schlauchbefestigung zur Verbindung mit einer Aufnahmevorrichtung in der Basiseinheit;

9 ist eine Querschnittsansicht einer Aufnahmevorrichtung in der Basiseinheit zum Einstecken der Schlauchbefestigung der 8;

10 ist eine Seitenansicht der am unteren Gehäuseteil des Luftpumpengehäuses montierten Ventilatoreinheit und Luftverteilungseinheit;

11 ist eine Draufsicht auf die am unteren Gehäuseteil des Luftpumpengehäuses montierte Ventilatoreinheit und Luftverteilungseinheit;

12 ist eine Ansicht der am unteren Gehäuseteil des Luftpumpengehäuses montierten Ventilatoreinheit und Luftver teilungseinheit von der rechten Seite der 4;

13 ist eine Seitenansicht der Ventilatoreinheit;

14 ist eine Schnittansicht entlang der Perspektive der Linie 14-14 der 13;

15 ist eine Seitenansicht des Ventilators und der Ventilatoreinheit;

16a ist eine Draufsicht mit Phantomlinien, die die Kraftstromschalttafel unterhalb des Gebläserads zeigen;

16b ist eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines anders ausgerichteten Pumpengehäuses samt Basis;

16c ist eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines anders ausgerichteten Pumpengehäuses samt Basis mit verbesserten Luftleiteinrichtungen;

17 ist eine Draufsicht auf die Luftverteilungseinheit mit dem rechten Magnetventil in Phantomlinien;

18a ist eine Seitenansicht der Luftverteilungseinheit mit dem rechten und linken Magnetventil in Phantomlinien;

18b ist eine perspektivische Ansicht des Innenteils einer Luftverteilungseinheit mit Schnapppassung;

18c ist eine perspektivische Teilansicht der Außenseite der Luftverteilungseinheit mit Schnapppassung;

18d ist eine perspektivische Teildraufsicht auf die Außenseite einer Luftverteilungseinheit mit Schnapppassung;

19a–19c sind Flussdiagramme, die die Bearbeitungsschritte des Handsteuerprozessors nach Drücken einer oder zweier Schaltasten zeigen;

20 ist ein Flussdiagramm, das die Übertragungssequenz zeigt, welcher der Handsteuerprozessor folgt;

21 ist ein Flussdiagramm, das den Gesamtbetrieb des Basisprozessors zeigt;

22 ist ein Flussdiagramm, das den Empfang und die Entschlüsselung von Meldungen durch den Basisprozessor zeigt; und

23a–23e sind Flussdiagramme, die die Bearbeitung von zeitabhängigen Aktionen durch den Basisprozessor zeigen.

1 ist eine Ansicht einer nachgiebigen Unterlage 10 in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Luftsteuersystem. Die nachgiebige Unterlage 10 ist vorzugsweise ein mit Fluid gefülltes Bett und noch bevorzugter ein Luftbett zur Aufnahme von einer oder mehr Person(en). Die nachgiebige Unterlage 10 besitzt im allgemeinen eine rechteckige Basis- oder Matratzenfedereinheit 12 zur Auflage auf dem Boden oder auf einem am Boden stehenden Gestell. Eine Matratzeneinheit 14 liegt oben auf der Matratzenfedereinheit 12. Die Matratzeneinheit 14 weist ein im allgemeinen pfannenförmiges nachgiebiges Element 16 mit aufrecht linearen Seitenkanten 18 und 20 auf, die mit einer querlaufenden Vorderkante 22 und einer vergleichbaren querlaufenden Hinterkante 24 verbunden sind.

Die Seitenkanten 18, 20, die Vorderkante 22 und die Hinterkante 24 sind mit dem Umfangsteilen eines im allgemeinen flachen Bodenteils 26 integral ausgeführt und bilden mit diesen eine im allgemeinen rechteckige Kammer 28. Ein Paar längliche Luftbälge 30 und 32 sind nebeneinander in der rechteckigen Kammer 28 angeordnet. Die Luftbälge 30 und 32 umfassen Luftmatratzen oder Luftkissen, die eine Mehrzahl von Quer- und/oder Längskammern zur Aufnahme von Druckluft aufweisen können. Die Luftbälge 30 und 32 sind so dimensioniert, dass sie die rechteckige Kammer 28 ausfüllen. Handelsübliche Luftbälge variieren größenmäßig von 23 bis 34 Zoll in der Breite und 67 bis 84 Zoll in der Länge. Vorzugsweise haben die Luftbälge 30, 32 eine aufgeblasene Dicke von 5,5 Zoll. Es können auch andere Typen und Größen von Luftbälgen sowie Bälge zur Aufnahme von anderen Fluiden, z.B. Wasser, in der Matratzeneinheit 14 für die nachgiebige Unterlage 10 verwendet werden.

Eine im allgemeinen rechteckige Abdeckung 38 passt über die Kanten 18, 20, 22 und die Hinterkante 24, um die Oberseite der Kammer 28 zu umschließen. Wie in 1 gezeigt, ist ein Teil der Abdeckung 38 zurückgerollt, um die Anordnung der Luftbälge 30, 32 einer neben dem anderen in der rechteckigen Kammer 28 zu veranschaulichen.

Das erfindungsgemäße Luftsteuersystem 40 fungiert als Druckluftlieferant zu den Luftbälgen 30, 32 und zur Steuerung des Drucks der Luftbälge 30, 32. Das Luftsteuersystem 40 enthält eine Handsteuereinheit 42 und eine Basiseinheit 44.

Die in 2a gezeigte Handsteuereinheit 42 ist vorzugsweise eine Fernsteuerung, die physisch nicht mit dem restlichen Luftsteuersystem 40 verbunden ist. 2b zeigt eine alternative Ausführungsform der Handsteuereinheit 742 mit einer analogen Druckmessanzeige 804 und Luftsteuertasten 806, 808. Die Handsteuereinheit 742 wird vorzugsweise mit der in Bezug auf 16b beschriebenen alternativen Pumpenkonfiguration verwendet, auch wenn sie für verschiedene Pumpenausführungen geeignet ist.

Mit Hilfe der Handsteuereinheit 42 kann ein Benutzer den Luftdruck in den Luftbälgen 30, 32 regeln, während er auf der Matratzeneinheit 14 liegt, oder auch in jeder anderen Position in der Nähe des Luftsteuersystems 40. Die Handsteuereinheit 42 wird vorzugsweise mit der später beschriebenen Pumpe 152 verwendet, auch wenn sie für verschiedenen Pumpenausführungen geeignet ist.

Auf der Oberseite 102 der Handsteuereinheit 42 befinden sich eine digitale Anzeige 104, zwei Tasten 106, 108 und ein Zweipositionenschalter 110. Die digitale Anzeige 104 zeigt Informationen an, die sie von der Basiseinheit 44 erhält. Vorzugsweise besteht die digitale Anzeige 104 aus einer Flüssigkristallanzeige (LCD). Die LCD umfasst zwei Zeichen 112 von 0–9 und ein Halbzeichen, das nur eine Eins oder unbeleuchtet sein kann. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform besteht jedes Zeichen 112 aus 7 Segmenten 113 wie in 3 gezeigt, und das Halbzeichen 114 besteht aus zwei Segmenten 115, nämlich dem Ober- und Unterteil der Eins. Die Flüssigkristallanzeige ist von hinten beleuchtet, u.zw. mit zwei vorzugsweise Gelblicht entsendenden Dioden. Die digitale Anzeige 104 zeigt dem Benutzer eine Zahl an, die vom Druck in den Luftbälgen 30, 32 abhängt. Vorzugsweise hat die Taste (entweder 106 oder 108) zur Erhöhung des Drucks in einem Luftbalg einen für den Benutzer fühlbar vorstehenden Oberteil, während die zum Auslassen oder Reduzieren des Luftdrucks in einem Luftbalg bestimmte Taste mit einem für den Benutzer fühlbar vertieften Oberteil ausgeführt ist. Dadurch ist die Ergonomie der Handsteuereinheit weiter optimiert und ihr Einsatz sogar ohne Hinschauen auf die Einheit möglich.

Die beiden Tasten 106, 108 und der Schalter 110 ermöglichen die Übermittlung eines Befehls vom Benutzer zum Luftsteuersystem 40. Die beiden Tasten 106, 108 können vom Benutzer verwendet werden, um einen Aufblas- oder Entleerzyklus auszulösen, die Anzeige des aktuellen Drucks anzufordern oder die Basiseinheit 44 zu instruieren, die Handsteuereinheiten 42 zu erkennen.

Die Position des Zweipositionenschalters 110 wählt die Luftbälge 30, 32 aus, auf die durch die Bedienung der Handsteuereinheit 42 eingewirkt werden soll. Die Oberfläche der Oberseite 102 der Handsteuereinheit 42 kann Markierungen aufweisen, die bei der entsprechenden Seite des Schalters 110 links oder rechts anzeigen. Die bevorzugte Art und Weise, die linke/rechte Seite der Matratzeneinheit 14 zu bestimmen, ist aus der Perspektive einer Person, die am Rücken mit ihrem Kopf in der Nähe der Vorderkante 22 (Schlauchseite) der Matratzeneinheit 14 liegt, auch wenn andere Vorgangsweisen möglich sind. Bei einem System mit einem einzigen Luftbalg 30 ermöglicht jede Position des Schalters 110 eine Einstellung des Drucks im Luftbalg 30, wenn ein Y-Schlauch zur Anbringung der Basiseinheit 42 an der Matratzeneinheit 14 verwendet wird, wie nachstehend beschrieben.

Unter Bezugnahme auf 4 enthält das Innere der Handsteuereinheit 42 eine tragbare Stromversorgung 116, einen Handsteuerprozessor 118 und einen Handsteuerempfänger/sender 120. Die tragbare Stromversorgung 116 besteht aus einer Einwegbatterie oder einer wiederaufladbaren Batterie. Der Handsteuerprozessor 118 empfängt die Eingabe von den Tasten 106, 108 und der Basiseinheit 44 über den Handsteuerempfänger/sender 120 und sendet die Ausgabe an die digitale Anzeige 104 und die Basiseinheit 44. Der Handsteuerprozessor 118 ist ein digitaler Prozessor, beispielsweise eine Motorola MC68HC05P4-Mikrosteuerung mit etwas mehr als 4 Kilobyte ROM-(Programm)Speicher, 176-Byte RAM-Speicher, 20 I/O-Anschlussstiften, einer Nur-Eingang-Anschlussstift, einem Zeitgeber-Ausgangsstift und einem l6-Bit-Erfassungs/Vergleichstimer. Die Software für den Handsteuerprozessor 118 wird bei der Herstellung im ROM-Speicher abgespeichert. Der Handsteuerprozessor 118 wird bei der Herstellung mit einem 8-Bit-Einheits-ID-Code und einem 4-Bit-Revisionscode für die Softwareversion durch die Wahl entsprechender Widerstände in der Handsteuereinheit 42 permanent verschlüsselt. Der Handsteuerempfänger/sender 120 ist auf eine entsprechende elektromagnetische Frequenz eingestellt, um von der Basiseinheit 44 zu empfangen bzw. an diese zu senden. Der Handsteuerempfänger/sender 120 kann Funkfrequenzsignale empfangen oder Funkfrequenzsignale senden, er kann aber nicht gleichzeitig senden und empfangen.

Die Basiseinheit 44 der vorliegenden Erfindung ist in 5 dargestellt. Die Basiseinheit 44 enthält eine motorbetriebene Pumpe 152, Drucksensoren 156, 158 (10) und eine Basiseinheit-Bearbeitungsplatte 160 (11). Unter Bezugnahme auf 6 enthält die Basisbearbeitungsplatte 160 den Basisprozessor 162 und den Basisempfänger/sender 164. Die Basiseinheit 44 ist mittels flexibler Schlauchleitungen oder Schläuchen 166, 168 über Eingangsbuchsen 170, 172 an die Luftbälge 30, 32 angeschlossen. Mit Hilfe der Schläuche 166, 168 kann das Luftsteuersystem 40 zur Erzielung eines gewünschten Luftdrucks in den Luftbälgen 30, 32 den Luftbälgen 30, 32zusätzliche Luft zuführen oder Luft aus den den Luftbälgen 30, 32 abziehen. Für eine Matratzeneinheit 14 mit einem einzigen Luftbalg 30 kann anstelle der Schläuche 166, 168 ein (nicht dargestellter) Y-Schlauch vorgesehen sein, so dass entweder die rechtsseitigen oder die linksseitigen Befehle auf den einzigen Luftbalg 30 wirken oder alternativ die nicht verwendete Eintrittsbuchse 170, 172 zugestöpstelt werden kann. Ein elektrischer Stecker 174 kann an eine herkömmliche Wechselstrombuchse angeschlossen werden. Ein elektrisches Stromkabel 176 verbindet den Stecker 174 mit der Basiseinheit 44.

Der Basisempfänger/sender 164 ist auf eine elektromagnetische Frequenz abgestimmt, die vorzugsweise im Hochfrequenzbereich liegt. Die elektromagnetische Frequenz liegt vorzugsweise in einem Bereich von 315 MHz (10⁶ Hz) bis 350 MHz. Die Wahl des Funkfrequenzteils des elektromagnetischen Spektrums ermöglicht eine klare Übertragung des Signals, ohne dass der Benutzer die Handsteuereinheit 42 auf den Basisempfänger/sender 164 richten muss. Das Signal wird in digitaler Form mit einer Geschwindigkeit von 833 Bits pro Sekunde übermittelt. Der Basisempfänger/sender 164 kann Funksignale empfangen oder Funksignale senden, er kann aber nicht gleichzeitig senden und empfangen.

Die Drucksensoren 156, 158 sind piezoelektrische Standard-Drucksensoren wie jene der Firma IC Sensors Inc. Die Kappe auf den Drucksensoren 156, 158 enthält ein kleines Loch, um Luft unter Umgebungsdruck hinein zu lassen. Dadurch kann die Messung der Abweichung vom Umgebungsdruck mit Hilfe der Drucksensoren 156, 158 vorgenommen werden. Die Schaltungsanordnung zur Verstärkung des Signals vom piezoelektrischen Sensor und zur Durchführung der Analog/Digital-Umwandlung ist ebenfalls Stand der Technik.

Der Prozessor 162 ist ein digitaler Prozessor, beispielsweise eine Motorola MC68HC05P6-Mikrosteuerung mit einem etwas mehr als 4-Kilobyte großen ROM-(Programm-)Speicher, einem 176-Byte RAM-Speicher, 20 I/O-Anschlussstiften, einem Nur-Eingang-Anschlussstift, einem 8-Bit-Analog/Digital-Wandler und einem 16-Bit-Erfassungs/Vergleich-Timer. Die Software für den Prozessor 162 wird bei der Herstellung im ROM-Speicher abgespeichert.

Unter Bezugnahme auf die 7, 8 und 9 ist der Schlauch 166 in Verbindung mit einer Schlauchbefestigung 180 gezeigt. Die Schlauchbefestigung 180 ist selektiv und abnehmbar in einer Eingangsbuchse 170, 172 aufgenommen, wobei der Schlauch 168 konstruktionsmäßig natürlich identisch mit dem Schlauch 166 ist. Die Befestigung 180 besteht vorzugsweise aus einem einstückigen, im allgemeinen rohrförmigen Körper 182 aus Kunstharz. Der Befestigungskörper 182 enthält ein Schlauchaufnahmeende 184, einen Körpermittelteil 186 und einen Steckverbindungskopf 188.

Der Steckverbindungskopf 188 enthält einen erweiterten Dichtteil 190. Der Dichtteil 190 trägt eine O-Ring-Dichtung 192. Der Steckkopf 188 enthält auch eine Verbindungsspitze 194. Die Verbindungsspitze 194 enthält ein Paar Zinken 195, 196 von im allgemeinen halbkreisförmigem Querschnitt. Die Zinken 195, 196 sind auf der Spitze 194 spiegelbildlich angeordnet. Jede Zinke 195, 196 enthält einen axialen Teil 197, der sich vom erweiterten Teil 190 des Verbindungskopfs 188 nach außen erstreckt, und einen Halbumfangsteil 198, der im allgemeinen L-förmig mit dem axialen Teil 197 angeordnet ist. Der Umfangsteil 198 ist am Umfang 199 abgeschrägt und weist einen abstehenden Wulst 200 auf.

Unter Bezugnahme auf 9 weist jede Eingangsbuchse 170, 172 eine im allgemeinen rohrförmige Innenwand 201 und eine den Wulst aufnehmende Öffnung 203 auf. Ein Verbindungskopf 188 einer entsprechenden Schlauchbefestigung 180 ist lösbar in der entsprechenden Buchse 170, 172 aufgenommen, wobei die vom erweiterten Teil 190 des Verbindungskopfs 188 getragene O-Ring-Dichtung 192 in dichtendem Kontakt mit der inneren Seitenwand 201 der Buchse aufgenommen ist. Ein Wulst 200 einer der beiden Zinken 195, 196 des Verbindungskopfs ist lösbar in der Öffnung 203 aufgenommen.

Die Pumpe 152 hat drei wichtige Unterkomponenten: das Pumpen-Außengehäuse 202, die Ventilatoreinheit 204 und die Luftverteilungseinheit 206.

Das Pumpen-Außengehäuse 202 hat drei Unterkomponenten: den unteren Außengehäuseteil 208, den oberen Außengehäuseteil 210und die nachgiebige Unterlage 212. Im allgemeinen bildet der untere Außengehäuseteil 208 die Grundplatte für die Ventilatoreinheit 204 und den oberen Außengehäuseteil 210. Der obere Außengehäuseteil 210 passt zum unteren Außengehäuseteil 208 und umschließt die Ventilatoreinheit 204 ohne physischen Kontakt mit derselben. Da der obere Außengehäuseteil 210 des Außengehäuses 202 der Pumpe mit der Motoreinheit 204 nicht in Kontakt steht, ist eine mechanische Dämpfung der Ventilatoreinheit 204 nur zwischen der Ventilatoreinheit 204 und dem unteren Außengehäuseteil 208 erforderlich, an dem die Ventilatoreinheit 204 gelagert ist, um die Übertragung von Schwingungen und Geräuschen auf ein Minimum zu halten.

Unter Bezugnahme auf die 5, 10 und 11 besteht der untere Außengehäuseteil 208 aus einer Basis 213 und einer Umfangslippe 214. Der untere Außengehäuseteil 208 ist vorzugsweise aus thermoplastischem Material gefertigt. Die Basis 213 ist im allgemeinen flach ausgeführt, damit sie leichter auf dem Boden nahe dem Luftbett abgestellt werden kann. Die Umfangslippe 214 hat einen oberen Rand, in dem ineinander greifende Randnuten 215 ausgebildet sind.

Vier nach oben gerichtete Stützholme 216 für die Ventilatoreinheit 204 sind integral mit der Basis 213 ausgebildet. Die Stützholme 216 ragen über den oberen Rand der Umfangslippe 214 hinaus. Die Stützholme 216 sind mit einer zentralen Bohrung 218 ausgebildet, um den Durchtritt einer Verbindungsschraube durch diese zu erleichtern. Kleinere Verbindungsholme 219 sind ebenfalls integral mit der Basis 213 ausgebildet. Die Verbindungsholme 219 sind so gestaltet, dass sie die Verbindung des oberen Außengehäuseteils 210 mit dem unteren Außengehäuseteil 208 erleichtern. Eine zentrale Bohrung 220 ist in den Verbindungsholmen 219 festgelegt, um den Durchtritt einer Verbindungsschraube durch diese zu erleichtern.

Eine spiralenförmige Wand 221 ist integral mit der Basis 213 ausgebildet. Die spiralenförmige Wand 221 begrenzt einen Teil des spiralenförmigen Lufteintrittskanals 222. Der spiralenförmige Lufteintrittskanal 222 erstreckt sich von der zentralen Kammer 223 nach außen zur Eintrittsmündung 224. Der spiralenförmige Eintrittskanal 222 ist von der Basis 213, der spiralenförmigen Wand 221 und der nachgiebigen Unterlage 212 begrenzt.

Die Eintrittsmündung 224 besitzt zwei benachbarte Eintrittsöffnungen 225a und 225b, die durch eine zentrale Auflage 226 voneinander getrennt sind. Stützzungen 228 überlagern die in der Basis 213 gebildete Stützstruktur 229. Schrauben 230 werden durch die in den Stützzungen 228 ausgebildeten Bohrungen und dann in die in der Basis 213 gebildete Stützstruktur geschraubt, um die Eintrittsmündung 224 am unteren Außengehäuseteil 208 zu befestigen.

Eine Bugplatte 232 ragt von den Eintrittsöffnungen 225a und 225b vor und überlagert diese. Die Bugplatte 232 ist durch Winkelstücke 234 verstärkt.

Eine Kühlluftmündung 238, die in 12 dargestellt ist, ist ebenfalls am unteren Außengehäuseteil 208 des Pumpen-Außengehäuses 202 angebracht. Die Kühlluftmündung 238 liegt im allgemeinen diametral gegenüber der Eintrittsmündung 224.

Die Kühlluftmündung 238 weist einen darin festgelegten Kühllufteintritt 240 auf. Die Kühlluftmündung 238 ist an der Basis 213 mittels Stützzungen 242 und Schrauben 243 angebracht, wie zuvor beschrieben. Eine Dichtplatte 244 ragt vom Kühllufteintritt 240 vor und überlagert diesen.

Die nachgiebige Unterlage 212 ist oben auf der Basis 213 des unteren Außengehäuseteils 208 angeordnet. Die zentrale Position der nachgiebigen Unterlage 212 auf der Unterseite ist auf dem Oberteil der spiralenförmigen Wand 221 abgestützt.

Die nachgiebige Unterlage 212 besitzt eine darin festgelegte zentrale Öffnung. Die zentrale Öffnung fluchtet mit der zentralen Kammer 223 des spiralenförmigen Eintrittskanals 222. Ausschnitte 246 sind in der nachgiebigen Unterlage 212 zur Aufnahme der Stützholme 216 durch diese vorgesehen.

Die nachgiebige Unterlage 212 ist aus einem relativ dünnen, unteren, nachgiebigen Gummiteil 248 und einem nach oben gerichteten, relativ dicken Schaumgummikissen 250 gebildet. Das Schaumgummikissen 250 ist vorzugsweise mit dem nachgiebigen Gummiteil 248 verklebt. Die nachgiebige Unterlage 212 hat überwiegend kreisrunde Gestalt.

Der obere Außengehäuseteil 210 des Pumpen-Außengehäuses 202 hat im allgemeinen die Form einer umgekehrten Schale, wobei der Oberteil und die Seitenteile eine beträchtliche Tiefe festlegen. Der obere Außengehäuseteil 210 hat einen überwiegend zylindrischen Mittelabschnitt mit kantigen Ecken 262, 263. Der Rand des unteren Teils der kantigen Ecke 262 ist so gestaltet, dass er zur Bugplatte 232 der Eintrittsmündung 224 passt. Der Rand des unteren Teils der eckigen Kante 263 ist so gestaltet, dass er zur Dichtplatte 244 der Kühlluftmündung 238 passt.

In den kantigen Ecken 263 sind Druckluftauslässe 264 festgelegt. Der untere Rand des Seitenteils des oberen Außengehäuses 210 weist darauf festgelegte ineinander greifende Randlippen 268 auf. Die ineinander greifenden Randlippen 268 sind so gestaltet, dass sie zu den ineinander greifenden Randnuten 215 passen, die am Rand der Lippe 214 ausgebildet sind. Nach unten gerichtete Befestigungsholme 270 sind so ausgeführt, dass sie mit den in der Basis 213 ausgebildeten Verbindungsholmen 219 in Ausrichtung gebracht werden können. Nach oben gerichtete Schrauben (nicht dargestellt) werden durch die zentrale Bohrung 220 des Verbindungsholms 219 geführt und in die Befestigungsholme 270 geschraubt, um die Verbindung des oberen Außengehäuseteils 210 mit dem unteren Außengehäuseteil 208 herbeizuführen.

Die Ventilatoreinheit 204 der Pumpe 152 ist am besten in den 13 und 14 zu sehen und besitzt zwei wichtige Unterkomponenten: das Ventilatorgehäuse 280 und den Zweistufenventilator 282. Die Ventilatoreinheit 204 wird vorzugsweise vor der Installation im Pumpengehäuse 202 vollständig zusammengebaut. Um einen solchen Zusammenbau zu erleichtern, ist das Ventilatorgehäuse 280 aus zwei Hälften 280a und 280b gebildet, die den Zweistufenventilator 282 umschließen. Die Schnittansicht der 14 zeigt die Gehäusehälfte 280a des Gehäuses 280 mit dem darin installierten Ventilator 282. Die beiden Hälften des Ventilatorgehäuses 280 werden durch Schrauben 276 zusammengehalten, die in Trägern 278 eingeschraubt sind.

Das Ventilatorgehäuse 280 ist so aufgebaut, dass es eine untere Gebläseradkammer 284 festlegt. Die untere Gebläseradkammer 284 enthält einen darin festgelegten zentralen Lufteinlass 286. Der zentrale Lufteinlass 286 steht in Fließverbindung mit einer zentralen Kammer 223 des spiralenförmigen Lufteintrittskanals 222, wenn die Ventilatoreinheit 204 am unteren Außengehäuseteil 208 montiert ist.

Die obere Gebläseradkammer 288 legt die zweite Kammer für den Zweistufenventilator 282 fest. Die obere Gebläseradkammer 288 besitzt einen Luftauslass 290, der so gestaltet ist, dass er Druckluft aus der Ventilatoreinheit 204 abführt.

Die untere Gebläseradkammer 284 und die obere Gebläseradkammer 288 stehen über einen Luftdurchtritt 292 zur Beförderung von Druckluft aus der unteren Gebläseradkammer 284 in die obere Gebläseradkammer miteinander in Fließverbindung.

Zwischen der unteren Gebläseradkammer 284 und der oberen Gebläseradkammer 288 ist ein zylindrischer Kern 294 ausgebildet. Der zylindrische Kern 294 besitzt darin festgelegte Kühllufteinlässe 296. Zwei O-Ring-Nuten 298 sind um den Innendurchmesser des Kerns 294 ausgebildet.

Zur Erleichterung der Montage der Ventilatoreinheit 204 an der Basis 213 sind vier Befestigungsschlitze 300 integral mit dem Außenteil der unteren Gebläseradkammer 284 ausgebildet. Lagerscheiben 302 aus Gummi sind in den Befestigungsschlitzen 300 eingesetzt. Die Lagerscheiben 302 weisen eine darin festgelegte zentrale Bohrung auf, die mit der zentralen Bohrung 218 der Stützholme 216 in Fluchtung gebracht wird.

Unter Bezugnahme auf die 14, 15 und 16a ist der zweistufige Ventilator 282 der Ventilatoreinheit 204 eine drehzahlvariable Einheit, die mit verschiedenen gewählten Drehzahlen arbeiten kann. Der Ventilator 282 hat ein Primärgebläserad 306 und ein Sekundärgebläserad 308. Das Primärgebläserad 306 ist drehbar in der unteren Gebläseradkammer 284 gelagert, und das Sekundärgebläserad 308 ist drehbar in der oberen Gebläseradkammer 288 gelagert.

Die Gebläseräder 306, 308 sind spiegelbildlich konstruiert und haben gekrümmte Radschaufeln 310, die an einer Radscheibe 312 montiert sind. Vorzugsweise gibt es acht radial gerichtete, gekrümmte Radschaufeln 310 auf jedem Gebläserad 306, 308.

Der Ventilatormotor 314 ist an einer axialen Welle 316 gelagert, die sich zwischen dem Primärgebläserad 306 und dem Sekundärgebläserad 308 erstreckt. Ein kleines Kühlgebläse 317 ist an der axialen Welle 316 befestigt.

Der Motor 314 ist im Gehäuse 318 gelagert. Zwei Kühllufteinlässe 320 sind im Gehäuse 318 vorgesehen, um Kühlluft zum Kühlgebläse 317 zu lassen. Kühlluftauslässe (nicht dargestellt) sind im Bodenteil des Gehäuses 318 nahe dem Primärgebläserad 306 vorgesehen. Stromzuführkabel 324 werden zur Beaufschlagung des Motors 314 über eine Stromschalttafel 325 in den Oberteil des Gehäuses 318 eingeleitet. Die Stromschalttafel 325 ist am Gehäuse 318 angebracht und mit Hilfe von Klammern 326 im Ventilatorgehäuse 280 stabilisiert.

Der zweistufige Ventilator 282 ist im Ventilatorgehäuse 280 mittels zweier O-Ringe 328 montiert. Die O-Ringe 328 sind in den O-Ring-Nuten 298 des Ventilatorgehäuses zusammendrückbar gehalten. Kein Teil des Ventilators 282 steht in physischem Kontakt mit dem Ventilatorgehäuse 280. Dementsprechend gewährleisten die beiden O-Ringe 328 eine Dämpfung der vom zweistufigen Ventilator 282 erzeugten Schwingungen, wodurch die Übertragung solcher Schwingungen an das Ventilatorgehäuse 280 minimiert wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Modifikationen der Pumpe 152 möglich. Beispielsweise ist es möglich, den Motor 314 und die Radschaufeln 306, 308 zur Basis 213 anders auszurichten, nämlich um etwa 90°. 16b zeigt eine schematische Seitenansicht eines anders ausgerichteten Teils des Ventilatorgehäuses 280' (unterer Teil), der auf einer schematischen Basis 213' angeordnet ist.

In dieser Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Gehäuses 280 weggelassen, um einen sicheren Kontakt mit der Basis 213' zu gewährleisten. Bei dieser Konfiguration erfolgt die Luftaufnahme beim Einlass 904 nach Durchtritt durch die Basis 213', wobei die Luft dann weiter durch die zentrale Kammer und die Gebläseradkammern geführt wird, im wesentlichen wie oben beschrieben.

Durch die vertikale anstelle der horizontalen Ausrichtung des Ventilatorgehäuses 280' kann ein zusätzliches Raumvolumen zwischen dem Gehäuse 280' und einem Pumpenaußengehäuse im allgemeinen neben dem Lufteinlass 904 geschaffen werden. Dieses eignet sich recht gut für die Anordnung der Schaltungen und elektrischen Komponenten zur Steuerung der Pumpe. Die Weglassung von Teilen des Gehäuses bewirkt aber auch eine Umgestaltung der Gesamtkonfiguration des Pumpen-Außengehäuses, nämlich kleiner und kreisförmiger (im Grundriss) gegenüber der unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Form und Größe der Pumpe 152.

16c zeigt weiters Modifikationen an der Luftkammer zur Verbesserung der Effizienz des Unter-Drucksetzens von Luft in der Kammer 280'. Die in schattierten Linien dargestellte Lippe 945 ist so gestaltet, dass sie Luft in die und aus den Gebläseradkammern leitet. Diese Lippe wurde jedoch durch Verlängerung zu einer neuen, mit 946 bezeichneten Form verbessert. Die Lippe 946 leitet die Luft effizienter, da sie weiter in den Luftstrom reicht.

Eine weitere Verbesserung der Luftführung ist in 16c gezeigt. Diese Verbesserung ist, was den Nutzen betrifft, schematisch ähnlich der Lippenverlängerung mit entweder der in 16B gezeigten, anders ausgerichteten Pumpe oder der in den verschiedenen früheren Figuren gezeigten Pumpe 152. Die Linie 968 zeigt den Rotationsbogen eines Gebläserads in einer Gebläseradkammer. Die Linie 970 zeigt eine Innenwand einer Gebläseradkammer, wobei der Abstand zwischen den Linien weniger als etwa 1/4 Zoll, bevorzugter etwa 1/8 Zoll, beträgt. Der Rest des Volumens einer der früheren Kammern fällt vorzugsweise weg (wie durch die schrägen Linien 985 veranschaulicht ist). Durch die Gesamtreduktion des Kammervolumens werden unwirtschaftliche Wirbelbewegungen verringert und die Wirksamkeit von Pumpen, bei denen diese Verbesserung verwendet wird, erhöht.

Unter Bezugnahme auf die 10, 17 und 18a ist die Luftverteilungseinheit 206 der Pumpe 152 fix am Pumpen-Außengehäuse 202 befestigt. Das Gehäuse 330 der Luftverteilungseinheit 206 ist vorzugsweise aus thermoplastischem Material hergestellt und in einer Ausführungsform auf herkömmliche Weise mittels Schrauben am Ventilatorgehäuse 280 befestigt. Alternative Ausführungsformen der Luftverteilungseinheit 206' sind in den 18b, 18c und 18d dargestellt. Die Luftverteilungseinheit 206' ist durch die Verwendung von Schnappteilen und Schnapppassungen leichter und wirtschaftlicher zusammenzubauen. Durch solche Teile, wie nachgiebige Finger 331 und Schnapppassungen 332 zur Halterung des Solenoids, fällt die Notwendigkeit von Befestigungsschrauben weg, wodurch der Zusammenbau beschleunigt wird. Die genaue Herstellung von Ausführungsformen wie in den 18b–18d gezeigt verbessert weiter die Gesamtqualität und Konkurrenzfähigkeit von erfindungsgemäß hergestellten Produkten. Die Luftverteilungseinheit 206 enthält einen Drucklufteinlass 332, der in Fließverbindung mit dem Luftauslass 290 der oberen Gebläseradkammer 288 steht.

Das Luftverteilungssystem 206 enthält weiters einen linken Druckluftauslass 334 und einen rechten Druckluftauslass 336. Der linke Druckluftauslass 334 ist mit einer flexiblen Leitung 337a verbunden, und die flexible Leitung 337a ist an einen Drucksensor 156 angeschlossen. Der rechte Druckluftauslass 336 ist auf ähnliche Weise mit der Leitung 337b verbunden, die an den Drucksensor 158 angeschlossen ist. Der linke Druckluftauslass 334 steht in Fließverbindung mit dem Schlauch 166, der sich in freier Druckkommunikation mit einem ersten Luftbalg 30 der Matratzeneinheit 14 befindet. Der rechte Druckluftauslass 336 ist auf ähnliche Weise über den Schlauch 168 mit einem zweiten Luftbalg 32 verbunden. Der Druckluftstrom zu den zwei vorgenannten Bälgen 30, 32 wird durch ein linkes Magnetventil 338 und ein rechtes Magnetventil 340 gesteuert. Der Luftstrom wandert durch die Magnetventile 338, 340 und die Eintrittsbuchsen 170, 172 weiter in die Schläuche 166, 168, um eine Luftkommunikation mit den Luftbälgen 30, 32 herzustellen. Durch die Betätigung der Ventile 338, 340 wird der Magnetschaft 341 zurückgezogen, wodurch die Eintrittsbuchsen 170, 172 geöffnet werden.

Beim Zusammenbau wird die nachgiebige Unterlage 212 zuerst auf die Basis 213 des unteren Außengehäuseteils 208 gesetzt. Die nachgiebige Unterlage 212 ist in Bezug auf die Eintrittsmündung 224 und die Kühlluftmündung 238 derart positioniert, dass in die Eintrittsöffnungen 225a, 225d eintretende Luft unter die nachgiebige Unterlage 212 gelenkt wird und in den Kühllufteintritt 240 eintretende Luft über die nachgiebige Unterlage 212 gelenkt wird.

Die Ventilatoreinheit 204 wird dann auf dem Schaumgummikissen 250 der nachgiebigen Unterlage 212 platziert. Geeignete Schrauben 348 werden durch die zentralen Bohrungen 218 der Stützholme 216 gesteckt und mit den Gummi-Lagerscheiben 302 verschraubt, die in den Montageschlitzen 300 des Ventilatorgehäuses 280 vorgesehen sind. Beim Festziehen dieser Schrauben wird die Ventilatoreinheit 204 in Kompressionseingriff mit dem Schaumgummikissen 250 der nachgiebigen Unterlage 212 gezogen. Die Gummi-Lagerscheiben 302 gelangen in Kompressionseingriff mit den Stützholmen 216. Dadurch wird die Ventilatoreinheit 204 in fixem Eingriff mit dem unteren Außengehäuseteil 208 des Pumpen-Außengehäuses 202 gehalten. Gleichzeitig werden innerhalb der Ventilatoreinheit 204 erzeugte Schwingungen durch die Schaumgummikissen 250 der nachgiebigen Unterlage 212 und die Gummi-Lagerscheiben 302 gedämpft. Dementsprechend wird die Übertragung von Schwingungen von der Ventilatoreinheit 204 zum unteren Außengehäuseteil 208 des Pumpen-Außengehäuses 202 auf ein Minimum gehalten. Der obere Außengehäuseteil 210 des Pumpen-Außengehäuses 202 kann dann über der Ventilatoreinheit 204 und der Luftverteilungseinheit 206 ohne physischen Kontakt mit denselben installiert werden.

Die (nicht dargestellte) Serviceinheit führt sämtliche Funktionen einer Handsteuereinheit 42 neben verschiedenen Diagnosechecks der Basiseinheit 44 durch.

Während des Betriebs der Basiseinheit-Luftpumpe 152 wird Luft durch die Eintrittsöffnungen 225a, 225b in den spiralenförmigen Lufteintrittskanal 222 gesaugt. Die Übertragung von Gebläselärm nach außen durch einen geradlinigen Lufteintritt war eine der Quellen für die Geräusche bei herkömmlichen Luftpumpen. Hingegen trägt der spiralenförmige Lufteintrittskanal 222 dazu bei, dass die Übertragung von Gebläselärm durch diesen minimiert wird.

Die Luft wird von der zentralen Kammer 223 des spiralenförmigen Lufteintrittskanals 222 durch den Lufteinlass 286 und die untere Gebläseradkammer 284 angesaugt. Durch Drehen des Primärgebläserads 306 wird die Luft unter Druck gesetzt und beschleunigt. Diese Druckluft wird dann durch den Luftdurchtritt 292 zur oberen Gebläseradkammer 288 zwangsgeführt. Die Luft wird dann durch Drehen des Sekundärgebläserads 308 weiter unter Druck gesetzt. Die Druckluft wird aus dem Ventilatorgehäuse 280 über den Luftauslass 290 zur Luftverteilungseinheit 206 ausgestoßen. Die Luftverteilungseinheit 206 verteilt dann die Druckluft an eine oder beide Luftkammern des Luftbetts entsprechend der Steuerung mittels des linken Magnetventils 338 und des rechten Magnetventils 340.

Kühlluft wird durch den Kühllufteintritt 240 angesaugt. Die Kühlluft füllt den zwischen dem oberen Außengehäuseteil 210 des Pumpen-Außengehäuses 202 und der Ventilatoreinheit 204 begrenzten Raum aus. Die Kühlluft wird vom Kühlgebläse 317 durch den Kühllufteinlass 296 in das Gehäuse 318 des zweistufigen Ventilators 282 gesogen. Das Kühlgebläse 317 drängt die Kühlluft nach unten durch den Motor 314 des zweistufigen Ventilators 282 und hinaus durch den Kühlluftauslass. Die Kühlluftauslässe münden in die untere Gebläsekammer 284. Die Kühlluft wird dann durch das Primärgebläserad 306 mit Druck beaufschlagt und mit der vom zentralen Lufteinlass 286 ankommenden Luft vermischt. Die Kühlluft wird dann über die Luftverteilungseinheit 206 dem Luftbett zugeführt. Dieser Kühlluftweg bewirkt eine Minimierung der Übertragung von Ventilatorschwingungen und -geräuschen.

Die Funktion des Luftsteuersystems basiert auf der Kommunikationsverbindung zwischen der Basiseinheit 44 und der Handsteuereinheit 42. Kommunikationen werden immer entweder durch die Handsteuereinheit 42 oder eine Serviceeinheit ausgelöst. Eine Basiseinheit 44 sendet nur als Reaktion auf Meldungen, die sie von den anderen Einheiten empfängt. Eine Präambel zur Meldung stellt eine Sequenz zur Verfügung, während welcher sich der Empfänger mit dem Sender synchronisieren kann. Eine bevorzugte Präambel besteht aus 14 Null Bits, gefolgt von 2 Ein-Bits.

Jede Meldung enthält ein 8-Bit-ID-Feld, das den Urheber oder Adressat der Meldung anzeigt, einen 4-Bit-Revisionscode, der die Version der Software anzeigt, und eine 4-Bit-Instruktion. Die Handsteuereinheiten 42 bringen ihre jeweiligen IDs in die Meldungen ein, die sie senden. Alle Serviceeinheiten bringen dieselben IDs, alles Nullen, und den Revisionscode, alles Nullen, in die Meldungen ein, die sie senden. Die 8-Bit-ID lässt 256 verschiedene IDs für die Handsteuereinheiten 42 zu, wobei eine für die Serviceeinheiten reserviert ist. Der 4-Bit-Revisionscode lässt 16 verschiedene Softwareversionen zu, und die 4-Bit-Instruktionen ermöglichen 16 verschiedene Meldungen. Zur Übersendung jedes Bits sind etwa 1200 Mikrosekunden nötig.

Eine Basiseinheit 44 antwortet nur auf Meldungen von Serviceeinheiten oder von Handeinheiten 42, die sie erkennt. Eine Basiseinheit 44 bringt den ID der Zieleinheit in die Antwortmeldung ein. Eine Basiseinheit 44 unterhält eine Liste der IDs von Handeinheiten, die sie erkennt, u.zw. bis zu zwei. Die Liste kann von jeder Handsteuereinheit 42 während der ersten 256 s nach Inbetriebnahme der Basiseinheit 44 eingegeben werden. Dadurch wird die Initialisierung der Liste von erkannten Handsteuereinheiten 42 erleichtert. Bei einer Stromunterbrechung oder bei nicht angesteckter Basisstation erinnert sich die Basiseinheit 44 an früher eingegebene IDs, und eine neuerliche Initialisierung ist nicht mehr erforderlich. Auch kann der nachstehend beschriebene Einleitungprozess der Handeinheit von einer erkannten Handsteuereinheit 42 verwendet werden, wenn die Basiseinheit 44 nicht gerade mit einer Einstellung beschäftigt ist. Im Einleitungsprozess der Handeinheit wird die Liste der IDs von erkannten Handsteuereinheiten komplett umgeschrieben.

Der Handsteuerprozessor 118 reagiert prinzipiell auf das Drücken einer oder beider Tasten 106, 108. Unter Bezugnahme auf 19a ermittelt der Handsteuerprozessor 118, wenn er feststellt, dass in Schritt 400 keine der Tasten 106, 108 gedrückt wird, in Schritt 401, ob sich die Einheit zur Zeit im Schlafmodus befindet oder nicht. Befindet sie sich im Schlafmodus, verbleibt die Handsteuereinheit 42 weiterhin im Schlafmodus 402. Ist sie nicht im Schlafmodus in Schritt 401, ermittelt der Handsteuerprozessor 118 als nächstes, ob 10 Sekunden ohne Aktivität in Schritt 408 verstrichen sind, wie in 19a gezeigt. Die Tasten 106, 108 werden alle Zehntel Sekunden überprüft. Wenn 10 Sekunden ohne Aktivität verstrichen sind, wird von Schritt 408 zu Schritt 410 übergegangen, in dem die digitale Anzeige 104 abgeschaltet wird, und die Handsteuereinheit 42 fällt in den Schlafmodus, um Energie zu sparen. Wenn 10 Sekunden nicht ohne Aktivität verstrichen sind, überprüft der Handsteuerprozessor 118 in Schritt 403, ob Tasten gesperrt waren und die Sperrbedingung aufgehoben wurde. Gibt es gesperrte Tasten, werden die Tasten in Schritt 404 von ihrer Sperre befreit, und der Prozessor setzt mit Schritt 400 fort. Wird in Schritt 403 festgestellt, dass keine Tasten gesperrt sind, fährt der Handsteuerprozessor 118 mit Schritt 400 fort.

Unter Bezugnahme auf 19b löst der Handsteuerprozessor 118, wenn er feststellt, dass in Schritt 400 eine Taste 106, 108 gedrückt wird, die Verarbeitung des Signals von den Tasten aus, 411. Zuerst wird festgestellt, ob sich die Steuerung in Schritt 412 im aktiven Zustand befindet. Befand sich die Handsteuereinheit 42 im Schlafmodus, als die Tasten 106, 108 gedrückt wurden, schaltet sie in den Aufwachmodus (Schritt 414). Beim Erwachen, 414, stellt die Handsteuereinheit 42 ihren RAM-Speicher auf Null, schaltet den Strom zur Anzeige 104 ein und initialisiert einen Großteil des restlichen Systems.

Nach Initiierung eines Aufwachmodus in Schritt 414 fordert der Handsteuerprozessor 118 in Schritt 418 den aktuellen Druck 416 von der Basiseinheit 44 über den Handsteuersender/empfänger 120 an, um eine innerhalb der letzten 30 s abgetastete Druckmessung zu zeigen. Eine Antwort von der Basiseinheit 44 wird bei 419 empfangen und entschlüsselt, und die Anzeige 104 wird aktualisiert, 420. Dann stellt der Handsteuerprozessor 118 eine Zeitgeberzählung 422 ein und beginnt dann wieder mit der Feststellung, ob eine Taste 106, 108 gedrückt wurde, wenn die entsprechende Zeit zur Überprüfung der Tasten erreicht ist, 400. Der Wert vom Zeitgeber kann für die spätere Bestimmung verwendet werden, wie lange die Taste gedrückt worden ist.

Befand sich die Handsteuereinheit 42 in Schritt 412 im Aufwachmodus, wird festgestellt, welche Tasten in Schritt 424 gedrückt werden. Für diese Feststellung liest die Handsteuereinheit 42 die Tasten 106, 108 alle Zehntel Sekunden ab und aktualisiert ein Byte, das zeigt, welche Tasten gedrückt sind. Die relativ langsame Abtastgeschwindigkeit ist ein wirksames Mittel zum Entriegeln der Tasten. Nachdem festgestellt wurde, welche Tasten in Schritt 424 gedrückt wurden, stellt der Handsteuerprozessor 118 fest, ob die Tasten gesperrt sind. Wenn die Tasten in Schritt 426 gesperrt sind, setzt das Programm mit Schritt 400 fort. Wenn die Tasten nicht gesperrt sind, setzt das Programm mit Schritt 428 fort. Der Handsteuerprozessor 118 verfolgt die Tasten 106, 108, die bei der vorhergehenden Ablesung gedrückt waren. Dann wird festgestellt, ob dieselben Tasten gedrückt sind, die bei der letzten Bestimmung 428 gedrückt waren. Sind unterschiedliche Tasten gedrückt, werden die Tasten in Schritt 430 gesperrt und bleiben bis zur Freigabe gesperrt, siehe Schritt 403. Das Programm setzt dann mit Schritt 400 fort. Die Tasten werden auch dann gesperrt, wenn eine Einstellung aktiv ist (nicht dargestellt).

Nachdem in Schritt 428 festgestellt wurde, dass die Tasten nicht gesperrt sind, wird festgestellt, wie viele Tasten gedrückt sind, 432. Ist in Schritt 432 eine Taste gedrückt, wird festgestellt, ob die Taste zwei Sekunden lang gedrückt wurde, 434. Wenn nicht, setzt das Programm mit Schritt 400 fort. Wenn ja, wird die digitale Anzeige 104 entsprechend inkrementiert oder dekrementiert, je nach dem, welche Taste 106, 108 gedrückt ist, 436. Anfänglich wird alle 0,5 s, während denen die Taste gehalten ist, ein Inkrement oder Dekrement verarbeitet, aber nach vier aufeinander folgenden Aktionen wird die Geschwindigkeit auf ein Inkrement bzw. ein Dekrement pro 0,1 s erhöht. Auch sendet der Handsteuerprozessor 118 eine Meldung, 438, die in Schritt 439 an die Basiseinheit 44 übermittelt wird, um mit der Druckeinstellung zu beginnen. Um anzuzeigen, dass eine Einstellung im Gange ist, beginnt die digitale Anzeige 104 zu blinken, 440. Dann stellt der Handsteuerprozessor 118 den Zeitgeber neu ein, der die Zeitdauer zählt, während welcher die Taste gedrückt ist, 442, und das Programm kehrt zu Schritt 400 zurück.

Wird in Schritt 432 festgestellt, dass zwei Tasten 106, 108 gedrückt sind, 444, fährt der Handeinheitprozessor 118 fort, wie in 19c dargestellt. Als erstes wird der Status überprüft, 446, und der Handeinheit-Einführungsprozess wird initiiert, wenn er nicht schon im Gange ist. Dieser Prozess ist bewusst aufwendig gehalten, damit eine unbeabsichtigte Änderung der Liste von erkannten Handsteuereinheiten 40 verhindert wird. Beim Drücken beider Tasten beginnt die Anzeige in Schritt 448 von 10 bis 1 hinunter zu zählen. Dann zeigt die Anzeige zwei Bindestriche (--), 450, und die Handsteuereinheit 40 sendet eine Meldung, 452, die an die Basiseinheit 44 übermittelt wird, 453. Wenn die Basiseinheit 44 die Meldung empfängt, schreibt sie die ID-Liste um, damit diese nur die ID der Sende-Handsteuereinheit 42 enthält. Dann sendet die Basiseinheit 44 eine Bestätigung an die Handsteuereinheit 42. Wenn die Handsteuereinheit 42 die Bestätigung in Schritt 456 erhält, zeigt sie in Schritt 458 „C1" oder „C2" an, wie von der Basiseinheit 44 instruiert.

Nach Empfang der ersten Meldung durch die Basiseinheit 44 hat der Benutzer 1 Minute Zeit, den Handeinheit-Einführungsprozess zu beenden. Will der Benutzer, dass die Liste nur eine ID enthält, hat er zwei Möglichkeiten. Zum einen kann der Benutzer wieder beide Tasten drücken, siehe Schritt 444. Diese Situation ist in der zweiten Verzweigung der 19c für den Fall veranschaulicht, dass der Einführungsprozess bereits im Gange ist. Der Handsteuerprozessor 118 sendet eine Meldung 460, die dann an die Basiseinheit 44 übermittelt wird, 461, nämlich dass es nur eine Handsteuereinheit 42 gibt. Nach Senden der Meldung erscheinen wieder Bindestriche auf der Anzeige, 462. Die Basiseinheit 44 sendet eine Bestätigung, die bewirkt, dass die Anzeige der Handsteuereinheit 42 anzeigt (1c), 466. Kurze Zeit später sendet die Basiseinheit 44 eine Instruktion für die Handsteuereinheit 42, den normalen Betrieb wieder aufzunehmen, 468. Dann setzt der Handsteuerprozessor 118 mit Schritt 400 fort.

Alternativ kann der Benutzer etwa 1 Minute lang nichts tun, nachdem „C1" in Schritt 458 angezeigt wird. Hat die Basiseinheit 44 keine zweite Meldung bis zum Ende dieser Minute erhalten, sendet die Basiseinheit 44 eine Meldung, die bewirkt, dass die Handsteuereinheit 42 mit der Anzeige von „C1" aufhört und in ihren normalen Betriebsmodus zurückkehrt. (Diese Option ist in 19c nicht dargestellt, weil die Handsteuereinheit nicht die Entscheidung trifft).

Will der Benutzer, dass die Liste zwei IDs enthält, kann der Benutzer zur zweiten Handsteuereinheit 42 gehen und innerhalb von einer Minute beide Tasten drücken, Schritt 444, während die erste Handsteuereinheit 42 "C1" anzeigt. In Schritt 446 würde die Verarbeitung den Weg beschreiten, wo die Handsteuereinheit den Einführungsprozess nicht initiiert hatte. Die Anzeige der zweiten Handsteuereinheit 42 beginnt mit der Zählung von 10 hinunter zu 1, 448. Dann zeigt die Anzeige der zweiten Handsteuereinheit 42 zwei Bindestriche (--) an, 450, und die Handsteuereinheit 42 sendet eine Meldung an die Basiseinheit 44, 452. Wenn die Basiseinheit 44 diese zweite Meldung während des Prozesses empfängt, fügt sie die zweite ID zur Liste hinzu. Dann sendet die Basiseinheit 44 eine Bestätigung an die zweite Handsteuereinheit 42. Wenn die zweite Handsteuereinheit 42 die Bestätigung erhält, 456, zeigt die Anzeige der zweiten Handsteuereinheit 42 „C2" an, 458. Nach ein paar Sekunden sendet die Basiseinheit 44 Meldungen an beide Handsteuereinheiten 42 und veranlasst, dass diese die Anzeige von „C1" bzw. „C2" beenden und in den normalen Betriebsmodus zurückkehren. Die Handeinheit-Einführungsmeldung ist der einzige Schritt, in dem von der Basiseinheit 44 zwei Antworten verlangt werden, nämlich die Bestätigungsmeldung und die Durchführungsmeldung.

Was die Aktualisierung der Anzeigepuffer betrifft, so unterhält die Software der Handsteuereinheit zwei Anzeigepuffer von jeweils 3 Bytes in ihrem RAM-Speicher. Der Sekundärpuffer enthält Informationen, wobei jedes Byte einem Anzeigezeichen 112 oder einem Halbzeichen entspricht. Informationen im Primärpuffer werden entsprechend den Segmenten 113, 115 der Anzeige 104 organisiert.

Wird eine Basiseinheit 44 initialisiert, um Befehle von zwei Steuereinheiten 42 zu akzeptieren, kann es in zwei Fällen zu Konflikten kommen. Der erste Konflikt tritt auf, wenn eine Handsteuereinheit 42 versucht, den Druck eines Luftbalgs zu überwachen, wenn die Basiseinheit 44 die Einstellung des Drucks bereits in demselben Luftbalg 30, 32 vornimmt. Die zweite Möglichkeit für einen Konflikt entsteht, wenn eine Handsteuereinheit 42 versucht, die Festigkeit eines Luftbalgs einzustellen, wenn die Basiseinheit 44 die Einstellung des Drucks in einem Luftbalg 30, 32 als Reaktion auf eine Anforderung einer anderen Handsteuereinheit 42 bereits vornimmt. In beiden Konfliktfällen wird die Basiseinheit 44 die anfragende Handsteuereinheit 42 davon in Kenntnis setzen, dass sie beschäftigt ist und zur Zeit die Anforderung nicht erfüllen kann. In der Folge scheinen auf der zweiten Handsteuereinheit blinkende Bindestriche (--) auf.

Wenn die zweite Handsteuereinheit 42 blinkende Bindestriche anzeigt, ignoriert sie ein Niederdrücken der Inkrement/Dekrement-Tasten 106, 108, d.h. die Tasten werden im Ergebnis gesperrt, solange eine Druckeinstellung unter der Instruktion der ersten Handsteuereinheit 42 stattfindet. Die Handeinheit überprüft eventuelle Änderungen am Zweipositionenschalter 110. Ist die Position des Zweipositionenschalters 110 verändert, benachrichtigt die Handsteuereinheit 42 die Basiseinheit 44, und die Basiseinheit 44 übermittelt den Druck des neu gewählten Luftbalgs 30, 32 an die Handsteuereinheit 42, während sie die aktive Einstellung des anderen Luftbalgs 30, 32 entsprechend der Instruktionen der anderen Handsteuereinheit 42 nicht beendet.

Die digitale Anzeige 104 zeigt verschiedene Fehlercodes als Reaktion auf verschiedene Kommunikationsschwierigkeiten mit der Basiseinheit 44 an und auch, wenn der Motor 152 zu heiß für eine Einstellung ist.

20 veranschaulicht den Prozess des Empfangens und Entschlüsselns einer Meldung von der Basiseinheit. Ein Zähler wird auf 1 gesetzt, 480, und eine Meldung wird an die Basiseinheit 44 gesendet, 482. Nachdem 0,2 bis 0,3 Sekunden gewartet worden ist, 484, überprüft der Handsteuerprozessor 118, ob die Basiseinheit 44 eine gültige Antwort empfangen hat, 486. Hat sie eine gültige Antwort empfangen, wird die Antwort verarbeitet, 488, und der Prozessor kehrt zum Programmierschritt zurück, der auf die Antwort gewartet hat, 490. Wurde keine gültige Antwort erhalten, wird der Zähler überprüft, um festzustellen, ob sieben Versuche bei der Übertragung gemacht wurden, 492. Wurden sieben Versuche gemacht, wird eine Fehlermeldung an die digitale Anzeige 104 gesendet, und das Programm kehrt zu Schritt 400 zurück. Wenn in Schritt 492 keine sieben Versuche getätigt wurden, wird der Zähler in 496 um 1 inkrementiert, und der Handsteuerprozessor 118 kehrt zu Schritt 482 zurück, um mit der Übertragungsschleife fortzufahren.

Die Software für den Basisprozessor 162 hat eine Hauptschleife, in welcher der Prozessor die meiste Zeit verbringt. Unter Bezugnahme auf 21 aktualisiert der Basisprozessor 162 verschiedene Zeitgeber, wenn seit dem letzten Update 602 eine Sekunde verstrichen ist, überprüft, ob eine Meldung empfangen, aber noch nicht verarbeitet worden ist, 604, und überprüft, ob eine zeitabhängige Aktion durchgeführt werden muss, 606. Die Basiseinheit 44 antwortet nur, wenn sie von der Handsteuereinheit 42 entsprechend instruiert wird, außer für eine Überwachung des Drucks, die alle 30 Sekunden geschieht, wenn keine andere Aktivität stattfindet. Die Basiseinheit 44 sendet eine Antwort auf jede Meldung, die sie von einer erkannten Handsteuereinheit 42 empfängt.

Um die Möglichkeit zu verringern, dass eine Basiseinheit 44 eine unerwünschte Aktion aufgrund einer irrtümlich empfangenen Meldung vornimmt, akzeptiert die Basiseinheit 44 nur eine Meldung von einer Handsteuereinheit 42 innerhalb von 256 s nach Einschalten der Basiseinheit 44 oder innerhalb von 256 s nach Empfang einer zuvor akzeptablen Meldung von der Handsteuereinheit 42, wenn die empfangene Meldung nicht gerade den aktuellen Status verlangt. Desgleichen akzeptiert die Basiseinheit 44 nur Meldungen von einer Serviceeinheit innerhalb von 5 min nach dem Einschalten oder innerhalb von 5 min nach dem Empfang einer zuvor akzeptablen Meldung von der Serviceeinheit. Mit dem Empfang jedes Byte wird die Meldung in einem Empfangspuffer abgespeichert.

In Schritt 604 stellt der Prozessor fest, ob eine Meldung empfangen worden ist, 608, und wartet auf die Verarbeitung, siehe 22. Gibt es eine zu verarbeitende Meldung, wird die Meldung decodiert, 610. Wird der aktuelle Druck angefordert, 612, wird der zuletzt gemessene Druck an die Handsteuereinheit 42 gesendet, 614. Hat die Meldung eine Füll/Entleer-Anforderung oder den Handeinheit-Einführungsprozess initiiert, wird der Prozessor benachrichtigt, dass eine Aktivität angefordert wurde, 616, und das Programm kehrt zur Hauptschleife zurück, 604.

23 veranschaulicht die verschiedenen Pfade, denen der Basisprozessor 162 folgen kann, wenn eine Prozessaktion in Schritt 606 verlangt wird. Wenn der Basisprozessor 162 in Schritt 606 feststellt, dass eine Aktion verlangt wird, 618, geht der Prozessor zur Ermittlung über, welche Aktion verlangt wurde (siehe 19a): Handeinheit-Einführung läuft gerade, 620, Druck muss abgelesen werden, 622, Einstellung erfolgt gerade, 624, Einstellanforderung unerledigt, 626. Ein Handeinheit-Einführungsprozess kann durch eine erkannte Handsteuereinheit 42 initiiert werden, wann immer die Basiseinheit 44 nicht mit einer Einstellung beschäftigt ist. Der Prozess kann durch jede Handsteuereinheit 42 während der ersten 256 s nach Einschalten der Basiseinheit 44 initiiert werden.

Unter Bezugnahme auf 23b schreibt der Basisprozessor 162, wenn die Basiseinheit 44 die erste Handeinheit-Einführungsmeldung empfängt, die ID-Liste um, 628, damit diese nur die ID der Sender-Handsteuereinheit 42 enthält. Dann sendet die Basiseinheit 44 eine Bestätigung, 630, die an die Handeinheit 42 übermittelt wird, 631. Der Basisprozessor 162 stellt einen Zeitgeber ein, 632. Der Basisprozessor 162 überwacht den Zeitgeber 1 min lang, um festzustellen, ob eine zweite Handeinheit-Einführungsmeldung empfangen wird, 634. Werden keine anderen Meldungen innerhalb dieser Minute empfangen, schließt der Basisprozessor 162 daraus, dass es nur eine Handsteuereinheit 42 gibt, sendet eine Meldung 636 zur Rückkehr in den Normalbetrieb, die an die Handsteuereinheit 42 übermittelt wird, 637, und der Basisprozessor 162 beendet den Handeinheit-Einführungsprozess und kehrt zur Hauptschleife zurück, 606.

Empfängt die Basiseinheit 44 eine zweite Handeinheit-Einführungsmeldung innerhalb von 1 min nach der ersten, stellt der Basisprozessor 162 fest, 638, ob die ID dieselbe ist wie die zuerst empfangene ID. Ist die zweite ID eine andere, fügt der Basisprozessor 162 die zweite ID zur ID-Liste hinzu, 640. Dann sendet die Basiseinheit 44 eine Meldung, 642, die an die zweite Handsteuereinheit 42 übermittelt wird, 643. Stammt die zweite Meldung von derselben Handsteuereinheit 42 wie die erste Meldung, sendet die Basiseinheit eine Meldung, 644, die an die Handsteuereinheit 42 übermittelt wird, 645, worin bestätigt wird, dass es nur eine Handsteuereinheit 42 gibt. Auf jeden Fall sendet die Basiseinheit nach ein paar Sekunden eine Meldung, 646, die an eine oder beide Einheiten übermittelt wird, 647, um in den Normalbetrieb zurückzukehren.

Der Druck wird alle 30 s abgelesen, wenn gerade keine Einstellung stattfindet. Wie nachstehend beschrieben, wird der Druck auch alle 3 s während einer aktiven Einstellung abgelesen. Es sei bemerkt, dass die Handsteuereinheit 42 während einer aktiven Einstellung alle 10 s eine Druckanforderung absendet, während sie den blinkenden Zieldruck weiterhin anzeigt. Bei jeder Anforderung übermittelt die Basiseinheit 44 an die Handsteuereinheit 42 den in Schritt 612 zuletzt abgelesenen Druck. Unter Bezugnahme auf 23c schließt der Basisprozessor 162 nötigenfalls zuerst die Ventile 338, 340, um den Druck abzulesen, 648. Es dürfen 3 s verstreichen, 650, damit sich der Druck in den Luftbälgen 30, 32 stabilisieren kann. Der Basisprozessor 162 initiiert dann die Analog/Digital-Umwandlung (A/D) der Ausgabe der Drucksensoren 156, 158, 652. Dann wartet der Basisprozessor 162 0,1 bis 0,2 s, 654, bevor er den Druck aus der digitalisierten Ablesung errechnet, 656. Der Druck wird aus der folgenden Formel erhalten: Druck = Verstärkung·(Ablesung – Abweichung) worin die Verstärkung und die Abweichung bei der Kalibrierung der Einheit während der Herstellung oder während eines Service festgelegt werden. Die Werte für die Verstärkung und die Abweichung werden im Speicher des Basisprozessors gespeichert. Der berechnete Druck wird als 24-Bit-Zahl mit einer maximalen Auflösung von 0,005 psi gespeichert.

Die von der Handsteuereinheit 42 unmittelbar angezeigte Zahl kann in unterschiedlicher Beziehung zum Druck stehen. Sie kann eine unmittelbare Darstellung des Drucks in entsprechenden Einheiten oder ein in irgendwelchen willkürlichen und zweckmäßigen Einheiten dimensionierter Wert sein. Eine solche Dimensionierung kann linear oder nichtlinear erfolgen. Eine bevorzugte Beziehung zwischen dem angezeigten Wert und dem Druck ist wie folgt: Handsteuerungswert Druckwert (psig) 00 <0,l6 05 0,16 10 0,18 15 0,20 20 0,22 25 0,24 30 0,26 35 0,28 40 0,30 45 0,32 50 0,34 55 0,36 60 0,38 65 0,40 70 0,42 75 0,44 80 0,47 85 0,50 90 0,55 95 0,60 100 0,65

Alternativ kann eine lineare Beziehung zwischen dem angezeigten Wert und dem Druck verwendet werden, wobei der Null-Druck einer Null-Anzeige entspricht und ein Maximaldruck von 0,65 psi einem angezeigten Wert von 100 entspricht.

Unter Bezugnahme auf 23d prüft der Basisprozessor 162, wenn eine Einstellung im Gange ist, ob die veranschlagte Füll/Entleer-Periode beendet ist, 658. Wenn nicht, überprüft das Programm, ob seit der Druckmessung 3 s verstrichen sind. Wenn 3 s verstrichen sind, misst der Prozessor den Druck 660 wie oben beschrieben. Der Ist-Druck wird mit dem Soll-Druck verglichen, 662. Liegt der berechnete Druck innerhalb von 0,01 psi des Soll-(Ziel)-Drucks, kehrt der Basisprozessor 162 zur Hauptschleife zurück, 606, da keine Einstellung mehr vorgenommen wird. Liegt der Druck nicht innerhalb von 0,01 psi des Soll-Drucks, stellt der Basisprozessor 162 einen Zeitgeber neu ein, um 3 s zu zählen, und kehrt in Schritt 606 zur Hauptschleife zurück. Alternativ zur Überprüfung des Drucks alle 3 s während einer aktiven Einstellung kann der Gegendruck bei offenen Ventilen 338, 340 überwacht werden. Dieser Gegendruck kann vom Hersteller in Wechselbeziehung zu einem bestimmten Druck der Bälge 30, 32 bei geschlossenen Ventilen 338, 340 gebracht werden. Dann könnte der Druck bei geschlossenen Ventilen 338, 340 nach Beendigung des Einstellprozesses zur Überprüfung des endgültigen Einstellwerts überprüft werden.

Ist die veranschlagte Aufblas/Entleer-Periode in Schritt 658 beendet, wird der aktuelle Druck in Schritt 662 mit dem oben beschriebenen Verfahren berechnet. Als nächstes wird bestimmt, ob eine weitere Einstellung notwendig ist, 663. Wenn keine weitere Einstellung notwendig ist, kehrt der Basisprozessor 162 zur Hauptschleife zurück, 606. Wird in Schritt 663 festgestellt, dass eine weitere Einstellung notwendig ist, setzt der Basisprozessor 162 eine neue Einstellanforderung auf unerledigt, 664, und vermerkt eine Überschwingung der vorherigen Einstellung, 665, bevor er mit der Hauptschleife weitermacht, 606.

Wenn die Einstellung dreimal hintereinander zu stark aufbläst und dann zu stark entleert (oder umgekehrt), beendet die Basiseinheit die Einstellung, auch wenn der aktuelle Druck nicht innerhalb von 0,01 psi des Soll-Drucks liegt. Auch wenn die Basis einen identischen Druck von mindestens 0,35 psi beim Aufblasen einer Kammer abliest, bestimmt der Basisprozessor 162, dass eine „Stillstand-"Bedingung besteht, und beendet die Einstellung.

Um das Risiko einer Überhitzung des Motors 152 zu verringern, bringt das Programm für den Basisprozessor 162 ein Wärmemodell des Motors 152 zum Einsatz. Bei dem Modell wird die folgende Beziehung der Temperatur über Umgebungstemperatur zur Zeit angenommen: T = T_asympt + Ce^(–kt).

T_asympt hängt von der Motorgeschwindigkeit ab. k hat einen Wert von 0,002, wenn der Motor abgeschaltet ist, und einen Wert von 0,006, wenn der Motor eingeschaltet ist. Für kleine Zeitschritte führt diese Gleichung zu folgender Differenzengleichung: T(n+1) = T(n) + k·&Dgr;t·(T_asympt – T(n)), was die Beziehung zwischen der Temperatur zum Zeitpunkt n, T(n), und der der Temperatur zum Zeitpunkt n+1, T(n+1), zeigt. Ist der Motor 152 abgeschaltet, benutzt das Programm einen Wert &Dgr;t = 15 s. Ist der Motor 152 eingeschaltet, beträgt &Dgr;t 21 s.

Wenn das Wärmemodell des Programms veranschlagt, dass die Temperatur 170° über der Umgebungstemperatur übersteigt, setzt der Basisprozessor 162 eine Markierung im RAM, schaltet den Motor mit niedriger Geschwindigkeit ein, um die Kühlung zu erleichtern, und verweigert den Beginn einer weiteren Einstellung, bis die veranschlagte (Modell-)Temperatur auf unter 120° über der Umgebungstemperatur absinkt. Die Ventile 338, 340 werden dann während des Kühlprozesses geschlossen, wenn der Basisprozessor nicht 162 bestimmt, dass eine nützliche Einstellung bei geöffneten Ventilen 338, 340 mit der Motorgeschwindigkeit während der Kühlung vorgenommen werden kann. Fällt die Temperatur auf unter 120°, entfernt das Programm die Markierung und akzeptiert wieder Einstellanforderungen. Ist die Markierung bei Einschalten der Basiseinheit 44 gesetzt, dann initialisiert die Software der Basiseinheit die Temperatur auf 170° über Umgebungstemperatur, schaltet den Motor auf niedrige Geschwindigkeit, um die Kühlung zu erleichtern, und verweigert den Beginn einer Einstellung, bis die veranschlagte Temperatur auf unter 120° fällt.

Unter Bezugnahme auf 23e wird, wenn der Basisprozessor 162 feststellt, dass eine Einstellanforderung unerledigt ist, zuerst der Ist-Druck in Schritt 666 berechnet wie oben beschrieben. Der Ist-Druck wird mit dem Soll-Druck verglichen, 668. Liegt der Ist-Druck innerhalb von 0,01 psi des Soll-Drucks, ist keine Einstellung notwendig, 670, und das Programm fährt in der Hauptschleife fort, 606. Ist die Differenz größer als 0,01 psi, wird festgestellt, ob in Schritt 672 eine Füllung oder Entleerung notwendig ist.

Wird festgestellt, dass eine Füllung notwendig ist, bestimmt der Basisprozessor 162 die entsprechende Motorgeschwindigkeit, 674. Beim Füllen ausgehend von einem Druck unter 0,40 psig wird der Motor mit mittlerer Geschwindigkeit gefahren. Beim Füllen ausgehend von einem höheren Druck wird der Motor mit hoher Geschwindigkeit gefahren. Der Basisprozessor 162 berechnet als nächstes eine Schätzung der erforderlichen Zeit bis maximal 256 s in Schritt 676. In diesem Schritt wird die Zahl außerdem in einem 8-Bit-Zähler gespeichert.

Dann wird die motorbetriebene Pumpe 152 in Schritt 678 gestartet. Wann immer das Programm den Motor für eine Einstellung zuschaltet, wird der Motor mit niedriger Geschwindigkeit gestartet bei schrittweisen Erhöhungen der Geschwindigkeit alle zwei Sekunden, bis die erforderliche Geschwindigkeit erreicht ist. Der Motor wird mit insgesamt fünf Geschwindigkeiten gefahren. Niedrig, mittel und hoch sind die Primärgeschwindigkeiten, d.h. sie werden als endgültige Zielgeschwindigkeiten verwendet. Niedrig-mittel und mittel-hoch wird nur herangezogen, um den Übergang zwischen den Primärgeschwindigkeiten sanfter und daher weniger hör- und störbar zu gestalten. Wenn der Motor die entsprechende Geschwindigkeit erreicht, wird das der betreffenden Kammer entsprechende Magnetventil 338, 340 in Schritt 680 geöffnet. Ist die Einstellung im Gange, kehrt das Programm zur Hauptschleife zurück, 606.

Wird festgestellt, dass eine Entleerung notwendig ist, wird die Motorgeschwindigkeit in Schritt 682 festgestellt. Beim Entleeren ausgehend von einem Druck unter 0,40 psig ist der Motor abgeschaltet. Beim Füllen ausgehend von einem höheren Druck läuft der Motor bei niedriger Geschwindigkeit. Dann berechnet der Basisprozessor 162 einen Schätzwert für die für eine Einstellung erforderliche Zeitmenge bis zu einem Maximum von 256 s, 684. Der Motor wird, wenn notwendig, in Schritt 686gestartet. Wenn der Motor die entsprechende Geschwindigkeit erreicht, wird das der betreffenden Kammer entsprechende Magnetventil 338, 340 in Schritt 688 geöffnet. Ist die Einstellung im Gange, kehrt das Programm zur Hauptschleife zurück, 606.

Bläst die Basiseinheit 44 gerade eine Luftkammer 30, 32 auf, liest sie den Druck etwa eine halbe Sekunde nach Öffnen des Ventils ab, um den Gegendruck zu messen. Es ist notwendig, eine halbe Sekunde zu warten, um eine stabile Gegendruckablesung zu erhalten. Errechnet der Basisprozessor 162 einen Druck von weniger als 0,15 psi, stellt er fest, dass die Basiseinheit 44 nicht an einen Luftbalg 30, 32 angeschlossen ist und beendet die Einstellung.