DE102014017845A1

DE102014017845A1 - Fluidsystem

Info

Publication number: DE102014017845A1
Application number: DE102014017845.5A
Authority: DE
Inventors: Marc Wischmeier; Gerd Wielgosz
Original assignee: Faurecia Automotive GmbH
Current assignee: Faurecia Automotive GmbH
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-09

Abstract

Ein Fluidsystem umfasst eine Fluidförderpumpe, eine Zuführleitung, einen Fluidverteiler, wenigstens eine vom Fluidverteiler abgehende erste Druckleitung und wenigstens einen fluidbefüllbaren Hohlkörper. Die Fluidförderpumpe steht über die Zuführleitung mit dem Fluidverteiler und der wenigstens eine fluidbefüllbare Hohlkörper über die erste Druckleitung mit dem Fluidverteiler so in Fluidverbindung, dass das von der Fluidförderpumpe geförderte Fluid in den fluidbefüllbaren Hohlkörper gelangen kann. An den Fluidverteiler ist wenigstens eine zweite, über ein zugehöriges Ventil absperrbare Druckleitung angeschlossen, die eine Leckageeinrichtung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluidsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus DE 10 2011 079 712 A1 ist eine pneumatische Einrichtung zum Erzeugen und Übertragen von Druckschwankungen bekannt. Ein Luftkissen wird dabei über eine als Membranpumpe ausgebildete Fluidförderpumpe mit Druckluft beaufschlagt. Angestrebt ist bei dem bekannten System, dem Luftkissen eine vorgegebene Druckschwankung aufzugeben. Dies wird durch ein regelbares Ventil erreicht, dessen Drosselungsgrad periodisch variiert wird. Durch die so einstellbare Leckageströmung werden im Luftkissen periodische Druckschwankungen erzeugt, die zu einem Vibrationseffekt führen. Die bekannte Anordnung ist aber nicht geeignet, eine Mehrzahl von fluidbefüllbaren Hohlkörpern mit jeweils unterschiedlichen Befüllungsanforderungen zu beschicken.
Bei gattungsgemäßen Fluidsystemen hingegen, die insbesondere zur Versorgung von Verstell- und Massagesystemen für Kraftfahrzeugsitze eingesetzt werden, besteht das Problem, dass abhängig von dem mit Fluid zu befüllenden Volumen von Blasen oder Hohlkörpern Pumpen mit verschiedenen Kennlinien eingesetzt werden müssen, um in der Lage zu sein, große als auch kleine Volumina in kurzer oder auch in längerer Zeit befüllen zu können. Dies ist zum Beispiel bei der Realisierung einer Rückenmassage relevant, bei der im unteren Rückenbereich in der Regel große Blasenvolumina in wenigen Sekunden befüllt werden müssen, während im oberen Rücken- bzw. Nackenbereich Blasen mit kleinen Volumina befüllt werden müssen. Da es für einen sinnvollen und vom Benutzer als angenehm empfundenen Massageeffekt erforderlich ist, sowohl große als auch kleine Volumina in etwa derselben Zeit zu befüllen, sind hierzu in der Regel mehrere Pumpen mit unterschiedlichen Kennlinien erforderlich. Auch können die Pumpenleistungen durch eine PWM-Regelung in gewissen Grenzen variiert werden, dieses Spektrum reicht aber unter Umständen nicht aus, um ein komplexes Fluidsystem mit lediglich einer Pumpe betreiben zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fluidsystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches sich für eine Vielzahl Anwendungen eignet und insbesondere große Volumina und große Drücke in den Hohlkörpern genauso realisieren kann wie kleine Volumina mit kleinen Drücken.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fluidsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, anstelle einer Mehrzahl Pumpen mit unterschiedlichen Kennlinien zur Befüllung unterschiedlicher Hohlkörper, z. B. solcher mit kleinen und solchen mit großen Füllvolumina, mit einem Fluid, wie z. B. Luft, lediglich eine Pumpe einzusetzen und deren Kennlinie bzw. die Kennlinie des Fluidsystems jeweils auf den zu befüllenden Hohlkörper anzupassen oder anpassbar zu machen.
Dies geschieht durch den Einsatz einer mittels eines Ventils zuschaltbaren Leckage, die mit einem der Ausgänge eines Fluidverteilers verbunden ist. Werden für das Befüllen beispielsweise geringere Volumenströme benötigt, so wird die Leckage am Fluidverteiler freigeschaltet und in den Fluidverteiler gelangende Fluidströmung der einzigen Pumpe wird auf die Leckage und den oder die zu befüllenden Hohlkörper aufgeteilt. Ebenso lässt sich bei dem Bedarf nach Füllgeschwindigkeiten die Leckage durch das zugehörige Ventil wieder „ausschalten”. Auch ist es möglich, die Leckage relativ zur Dauer der Blasenbefüllung zeitversetzt zuzuschalten oder auszuschalten, um noch größere Variation der Strömungsraten zu erzeugen. Die Steuerung bzw. das Steuerprogramm können entsprechend ausgelegt sein. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Fluidsystem für die Pumpe eine Regelung der Pumpgeschwindigkeit, insbesondere PWM-Regelung, aufweist.
Die Leckage ist an eine der, bevorzugt mehreren, Druckleitungen des Fluidverteilers, der bevorzugt nach dem Common-Rail-Prinzip aufgebaut ist, angeschlossen. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Fluidverteiler eine gemeinsame Fluidsammeleinrichtung aufweist, mit der die Druckleitungen und die Zuführleitung, die von der Pumpe zum Fluidverteiler führen, in Fluidverbindung stehen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen der Fluidsammeleinrichtung und wenigstens einer der Druckleitungen, bevorzugt bei allen Druckleitungen, ein Absperrventil vorgesehen ist. Auf diese Weise können die Strömungswege zu den einzelnen Druckleitungen des Fluids bequem über eine Steuerungseinrichtung und ein zugehöriges Steuerprogramm geöffnet und geschlossen werden, um beispielsweise eine Rückenmassage zu realisieren, bei der Hohlkörper oder Blasen abwechselnd mit Fluid beschickt werden müssen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass an den Fluidverteiler, bei dem es sich bauraumsparend um einen Ventilblock handeln kann, weitere Druckleitungen angeschlossen sind, an denen wenigstens ein weiterer fluidbefüllbar Hohlkörper oder/und wenigstens eine weitere Leckageeinrichtung angeschlossen ist. Mit wenigstens einem weiteren Hohlkörper, der zu dem bereits vorhandenen Hohlkörper über eine andere Befüllcharakteristik, z. B. kleineres Volumen bei gleicher Fülldauer, verfügt, können z. B. Rückenmassagen mit großen Blasen für den unteren Rückenbereich und kleineren Blasen für den Nackenbereich realisiert und durch Zu- und Abschalten der Leckage mit derselben Pumpe befüllt werden.
Die Erfindung eignet sich besonders zum Einsatz in Kraftfahrzeugsitzen, die pneumatische bzw. fluidgesteuerte Komponenten wie Sitzverstellungen, Lordosenverstellungen oder Massagevorrichtungen aufweisen. Folglich betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeugsitzsystem, welches ein oben beschriebenes Fluidsystem aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert.
Diese Zeichnung zeigt ein beispielhaftes Schaltbild für ein erfindungsgemäßes Fluidsystem.
Der hier als Block gezeichnete Fluidverteiler 1 verfügt über eine Sammelleitung 4 von der die Druckleitungen 41 bis 45 abzweigen. Zwischen den Druckleitungen und der Sammelleitung 4 befinden sich jeweils Absperrventile V1 bis V5, welche bevorzugt durch eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) betätigbar sind und so die Druckleitungen nach Vorgabe einzeln freischalten können. Freischalten bedeutet, dass die von der zum Fluidsystem gehörigen Pumpe 5 über eine Zuführleitung 3 in die Sammelleitung 4 gelangende Fluidströmung auf eine oder mehrere der Druckleitungen 41 bis 45 durch Öffnen bzw. Sperren der jeweiligen Ventile V1 bis V5 aufgeteilt wird. An der Druckleitung 41 ist ein erster fluidbefüllbarer Hohlkörper 2, z. B. eine Lordosenblase in einem Kraftfahrzeugsitz, angeschlossen. An einer weiteren Druckleitung 45 ist ein zweiter, hinsichtlich des Füllvolumens im Vergleich zum ersten Hohlkörper 2 relativ kleiner Hohlkörper 7, z. B. eine Nackenblase in einem Kraftfahrzeugsitz, angeschlossen. An einer weiteren Druckleitung 42 ist eine Leckageeinrichtung 6 angeschlossen, bei der es sich im einfachsten Fall um eine Drossel mit einem bestimmten Öffnungsquerschnitt handelt, die in die Druckleitung 42 eingesteckt ist. Die weiteren Druckleitungen 43, 44 können mit weiteren Leckageeinrichtungen, z. B. solchen mit anderem Drosselungsgrad, oder weiteren Blasen bzw. Hohlkörpern, gleicher oder unterschiedlicher Größe (d. h. Volumen), bestückt sein.
Das erfindungsgemäße Fluidsystem kann z. B. wie folgt betrieben werden: Die Pumpe 5 fördert mit einer bestimmten Rate (beispielsweise 8 Litern pro Minute) Luft durch die Zuführleitung 3 in die Sammelleitung 4 des Fluidverteilers. Es soll eine Massage erzeugt werden, bei der zunächst die große Blase 2 befüllt wird und Massagedruck aufbaut und dieser Druck soll dann über weitere Blasen „wandern”, d. h. es wird eine weitere Blase 7 befüllt. Dabei ist erforderlich, dass die Fülldauer (Massagedruckdauer) bei allen Blasen in etwa gleich groß ist, damit dies als angenehm empfunden wird. Während sich die große Blase 2 in etwa 4 Sekunden füllen lässt, wäre der Vorgang bei einer kleinen Blase mit derselben Pumpleistung viel zu schnell. Folglich wird zunächst bei geschlossenen Ventilen V2 bis V5 über das geöffnete Ventil V1 die Blase 1 befüllt. Um die Blase 7 zu befüllen, wird dann das Ventil V5 geöffnet und gleichzeitig werden das Ventil V1 geschlossen und auch das Ventil V2 geöffnet, so dass ein Teil der von der Pumpe 5 geförderten Luft nicht zur Blase 7 strömt, sondern durch die Leckage 6 entweicht. Dadurch wird die an der Blase 7 ankommende Förderleistung und damit die Füllgeschwindigkeit reduziert.
Natürlich können nicht nur Massageeinrichtungen auf diese Weise gesteuert werden, sondern etwa auch Verstellungen von Polstern oder Seitenwangen oder sonstigen Einrichtungen eines Kraftfahrzeugsitzes.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011079712 A1 [0002]

Claims

Fluidsystem, umfassend eine Fluidförderpumpe (5), eine Zuführleitung (3), einen Fluidverteiler (1), wenigstens eine vom Fluidverteiler (1) abgehende erste Druckleitung (45) und wenigstens einen fluidbefüllbaren Hohlkörper (2), wobei die Fluidförderpumpe (5) über die Zuführleitung (3) mit dem Fluidverteiler (1) und der wenigstens eine fluidbefüllbare Hohlkörper (2) über die erste Druckleitung (45) mit dem Fluidverteiler so in Fluidverbindung stehen, dass das von der Fluidförderpumpe (5) geförderte Fluid in den fluidbefüllbaren Hohlkörper (2) gelangen kann, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fluidverteiler (1) wenigstens eine zweite, über ein zugehöriges Ventil (V2) absperrbare Druckleitung (41) angeschlossen ist, die eine Leckageeinrichtung (4) aufweist.
Fluidsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fluidverteiler (1) wenigstens eine weitere Druckleitung (43, 44, 45) vorgesehen ist.
Fluidsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverteiler (1) eine gemeinsame Fluidsammeleinrichtung (4) aufweist, mit der die Druckleitungen (41–45) und die Zuführleitung (3) in Fluidverbindung stehen.
Fluidsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fluidsammeleinrichtung und wenigstens einer der Druckleitungen (41–45) ein Absperrventil (V1–V5) vorgesehen ist.
Fluidsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, das oder die Absperrventile (V1–V5) zu öffnen oder zu schließen.
Fluidsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fluidverteiler (1) weitere Druckleitungen (42–45) angeschlossen sind, an denen wenigstens ein weiterer fluidbefüllbarer Hohlkörper (7) oder/und wenigstens eine weitere Leckageeinrichtung angeschlossen ist.
Fluidsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverteiler (1) als Ventilblock ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugsitzsystem, aufweisend einen Kraftfahrzeugsitz mit wenigstens einem fluidbefüllbaren Hohlkörper (2, 7) sowie einem damit gekoppelten Fluidsystem nach einem der vorigen Ansprüche.