DE102015219172B3

DE102015219172B3 - Vordruckkammer für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015219172B3
Application number: DE102015219172.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Beuschel; Markus Ziegelmeier; Alexander Kerler
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-10-06

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Vordruckkammer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen, die ein Gehäuse (2) mit einem Boden (3) und einem Deckel (4) umfasst, die druckdicht miteinander verbunden sind und zwischen denen ein Kammervolumen (5) gebildet ist. Das Gehäuse (2) umfasst einen Druckversorgungsanschluss (6) zur Verbindung mit einem Druckerzeuger und einen Verbraucheranschluss (7) zur Verbindung mit einem oder mehreren pneumatischen Ventilen. Das Kammervolumen (5) ist durch eine Trennwand (8) in einen ersten Volumenteil (9), der mit dem Druckversorgungsanschluss (6) in Verbindung steht, und einen zweiten Volumenteil (10), der mit dem Verbraucheranschluss (7) in Verbindung steht, unterteilt. Ferner ist in dem zweiten Volumenteil ein Rückschlagventil (11) angeordnet, wobei das Rückschlagventil (11) einen Elastomerlappen (12) umfasst, der mit seinem ersten Ende (13) an dem Gehäuse (2) fixiert ist und mit seinem zweiten Ende (14) eine Aussparung (8A) in der Trennwand (8) bedeckt. Eine erste Ebene der Trennwand (8), in der die Aussparung (8A) liegt, ist gegenüber einer zweiten Ebene, in der das erste Ende des Elastomerlappens (12) an dem Gehäuse (2) anliegt und fixiert ist, geneigt.

Description

Pneumatische oder hydraulische Aktoren in Kraftfahrzeugen benötigen eine definierte Über- oder Unterdruckzufuhr, um den Aktor in eine vorgegebene Position zu bringen oder zu halten. So werden in Sitzen beispielsweise pneumatische Aktoren für die Sitzverstellung oder Volumen- und Druckeinstellung in Druckluftkissen, beispielsweise zur individuellen Sitzformung oder zur Realisierung von Massagefunktionen in Sitzen, eingesetzt. Dabei wird aus einem gemeinsamen Druckerzeuger das entsprechende Arbeitsmedium mit definiertem Druck erzeugt und über steuerbare Ventile entsprechend der gewünschten Position bzw. Funktion des Aktors bereitgestellt bzw. Druck aus dem Aktor abgelassen.
Für die Steuerung ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, welche elektrische Steuersignale für die einzelnen elektrisch steuerbaren Ventile erzeugt. Durch diese Steuerung und entsprechende Sensoren wird der Druck am Aktor bzw. der Druckleitung zu diesem überwacht und eine Druckregelung realisiert.
Es ist bekannt, die Ventile verteilt an den Aktoren anzuordnen, so dass die elektrischen Signale zu den Ventilen und die Signale der Drucksensoren zur Steuerung geführt werden müssen. Um dies zu vermeiden, schlägt die DE 10 2006 020 277 A1 einen Druckverteiler vor, der aus einem Grundkörper besteht, an dem die Ventile und die Steuerschaltung befestigt werden. Bei diesem Druckverteiler ist für jedes Ventil ein Drucksensor vorgesehen. Trotz der erzielten Vorteile im Hinblick, alle Spannung führenden Teile in einem gemeinsamen gesicherten Gehäuse unterzubringen, sind die Bereitstellungskosten hoch und der Herstellungsaufwand komplex.
Zur Vermeidung der Bereitstellung eines jeweiligen Drucksensors zu einem jeweiligen Ventil wurden daher sog. Vordruckkammern entwickelt. Diese werden beispielsweise einem wie in der DE 10 2006 020 277 A1 beschriebenen Druckverteiler vorgeschaltet. Ein einziger, mit der Vordruckkammer gekoppelter Drucksensor kann den in der Vordruckkammer herrschenden Druck messen, der bei der Aktuierung eines einzigen Ventils zu einem gegebenen Zeitpunkt dem Druck des jeweiligen Aktors entspricht.
Die Druckschrift DE 10 2004 012 130 A1 betrifft Aktoren, bei denen nur zwei Drücke auf die Stellmembran wirken, wobei meist einer davon ein Referenzdruck, insbesondere der Umgebungsluftdruck, ist. Es sollen weitere Möglichkeiten der druckabhängigen Verstellung der Stellmembran des Aktors bei kostengünstiger Herstellbarkeit geschaffen werden. Für den neuen Aktor wird vorgeschlagen, dass eine dritte Membrankammer vorgesehen ist, dass die dritte Membrankammer einerseits von der Stellmembran und andererseits von einer Trennmembran begrenzt ist, dass die Trennmembran einerseits mit der Stellmembran und andererseits mit dem Gehäuse dichtend verbunden ist und dass mit der dritten Membrankammer mindestens ein weiterer Druck auf die Stellmembran wirkt. Bei dem neuen Aktor kann mindestens ein weiterer Druck zur Beeinflussung der druckabhängigen Verstellung der Stellmembran des Aktors genutzt werden, was komplexere Regel- und Steuervorgänge mit nur einem Aktor erlaubt.
Die Druckschrift DE 10 2012 209 117 A1 betrifft eine fluidpumpende Vorrichtung enthaltend einen piezoelektrischen Aktor, welcher extern gekoppelt ist mit einer mikrofluidischen Vorrichtung. Der piezoelektrische Aktor hat eine axiale Auslenkung entlang einer längsgerichteten Achse in Reaktion auf ein Anlegen einer Biasspannung. Die axiale Auslenkung des piezoelektrischen Aktors betreibt eines von einem internen Ventil und einer internen Pumpenkammer der mikrofluidischen Vorrichtung.
Die Druckschrift DE 100 25 749 C1 weist ein Ventil für eine Kraftfahrzeug-Luftfeder mit Zusatzvolumen, bei geringem Verbrauch an elektrischer Energie ein fein dosiertes, stufenloses Öffnen bis zum vollen Querschnitt ohne Drosselung und ein stabiles Verhalten bei Strömungskräften auf. Dieses Ventil ist gekennzeichnet durch eine „Sterndüse”, die die folgenden Merkmale aufweist: eine beliebige Anzahl von sich gegenseitig schneidenden Strahlen n_S mit der Länge D_S und der Breite s_S sind konzentrisch angeordnet; die Sterndüsen-Umfangslänge L_US ist gegenüber der einen Runddüse L_UR vergrößert, wobei für den Ventilquerschnitt A_VS = L_US·H_S gilt; der Durchgangsquerschnitt A_DS der Sterndüse ist so groß, dass er mindestens dem Querschnitt A_L von Einlass und Auslass entspricht; auf der Außenseite der Düse ist jeweils zwischen zwei „Strahlen” ein – vorzugsweise dreieckförmiges – Tal vorhanden. Der Dichtkörper des Ventils ist vorzugsweise als Manschette ausgebildet. Das Ventil kann mit einer zweiten Manschette versehen sein. Das Sterndüsen-Ventil ist ein allen Bereichen anwendbar, wo ein großer Querschnitt bei kleinen Schaltzeiten und Kräften voll freigegeben werden muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vordruckkammer anzugeben, welche einfach herzustellen und daher kostengünstig bereitstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vordruckkammer gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es wird eine Vordruckkammer für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen. Die Vordruckkammer umfasst ein Gehäuse mit einem Boden und einem Deckel, die druckdicht miteinander verbunden sind. Die Druckdichtigkeit kann beispielsweise durch eine Laserverschweißung realisiert sein. Zwischen dem Boden und dem Deckel ist ein Kammervolumen gebildet. Das Gehäuse umfasst einen Druckversorgungsanschluss zur Verbindung mit einem Druckerzeuger und einen Verbraucheranschluss zur Verbindung mit einem oder mehreren pneumatischen Ventilen. Das Kammervolumen ist durch eine Trennwand in einen ersten Volumenteil, der mit dem Druckversorgungsanschluss in Verbindung steht, und einem zweiten Volumenteil, der mit dem Verbraucheranschluss in Verbindung steht, unterteilt. In dem zweiten Volumenteil ist ein Rückschlagventil angeordnet, wobei das Rückschlagventil einen Elastomerlappen, z. B. aus EPDM, Silikon, etc. umfasst, der mit seinem ersten Ende an dem Gehäuse fixiert ist und mit seinem zweiten Ende eine Aussparung in der Trennwand bedeckt. Die Aussparung verbindet den ersten Volumenteil mit dem zweiten Volumenteil miteinander, wenn die Aussparung nicht durch den Elastomerlappen bedeckt ist, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn in dem ersten Volumenteil ein größerer Druck als in dem zweiten Volumenteil herrscht, z. B. bei aktiver die Druckversorgungsquelle. Die Aussparung kann optional eine Düsenkontur aufweisen. Eine erste Ebene der Trennwand, in der die Aussparung liegt, ist gegenüber einer zweiten Ebene, in der das erste Ende des Elastomerlappens an dem Gehäuse anliegt und fixiert ist, geneigt. Dadurch wird der Elastomerlappen durch sein Bestreben, seine Ausgangsform wiederzuerlangen, gegen das Loch gedrückt und dichtet dieses ab, wenn der Druck in dem ersten Volumenteil nicht größer als in dem zweiten Volumenteil ist.
Die erfindungsgemäße Vordruckkammer lässt sich kostengünstig realisieren, wobei weitere, nachfolgend beschrieben optionale Funktionen ohne großen Aufwand integrierbar sind.
Die Trennwand kann integraler Teil des Bodens sein und liegt dichtend an dem Deckel an. Eine Verbindung zwischen dem ersten Volumenteil und dem zweiten Volumenteil ist somit ausschließlich durch die Aussparung möglich, wenn aufgrund der Druckverhältnisse der Elastomerlappen von der Aussparung abgehoben ist.
Durch die Anordnung der Trennwand in dem Gehäuse kann das Verhältnis der Volumina des ersten Volumenteils und des zweiten Volumenteils festgelegt werden. Es ist zweckmäßig, wenn der erste Volumenteil und der zweite Volumenteil von ihrer Größe (d. h. ihrem addierten Volumen) derart bemessen sind, dass das summierte Volumen des ersten und des zweiten Volumenteils Druckstöße und Geräusche durch seine Auslegung als akustischer Tiefpass dämpft. Bei üblicherweise verwendeten Druckerzeugern weisen beide Volumenteile dann ein Volumen zwischen 2 cm³ und 10 cm³ auf. Dieses Volumen dämpft Druckstöße und Geräusche, die z. B. von der Druckversorgung oder von der Luftströmung verursacht werden, wirksam. Damit wird ein Weiterleiten von Geräuschen und Stößen innerhalb des pneumatischen Systems deutlich reduziert.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die Vordruckkammer bzw. dessen Gehäuse die gleiche Baugröße oder zumindest die gleiche Baulänge wie ein Ventil zur Steuerung eines Aktors aufweist. Dadurch ist es möglich, die Vordruckkammer integral mit einem oder mehreren Ventilen in einem gemeinsamen Gehäuse zu einer Gruppe zu vereinen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Aussparung in der Trennwand koaxial mit und in Fortsetzung des Druckversorgungsanschlusses oder des Verbraucheranschlusses liegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer einfachen Entformung in einem Spritzgusswerkzeug.
Der eingangs beschriebene Neigungswinkel zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene beträgt zweckmäßigerweise zwischen 5° und 90°. Bei einem Neigungswinkel von 90° kann die Aussparung beispielsweise koaxial mit und in Fortsetzung des Druckversorgungsanschlusses angeordnet werden, was aus Fertigungsgründen zweckmäßig ist. Bei einem Winkel von 5° ergibt sich der Vorteil einer besonders guten Abdichtung, auch bei geringen Differenzdrücken zwischen dem ersten und dem zweiten Volumenteil, durch das Bestreben des Elastomerlappens, seine Ausgangsform wiederzuerlangen.
Bei einer solchen geringfügigen Neigung der ersten und der zweiten Ebene kann die Fläche der Trennwand gekrümmt ausgeführt werden, so dass der im Ausgangszustand ebene Elastomerlappen leicht verformt wird und damit eine gewünschte Vorspannung bzw. gleichmäßige Anpresskraft entlang der Aussparung in der Trennwand erzielt wird. Dies ermöglicht eine gute Dichtwirkung, auch bei geringem Differenzdruck, und dennoch einen geringen Strömungswiderstand in Durchlassrichtung des Rückschlagventils.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Trennwand derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass das Volumen des zweiten Volumenteils kleiner als das Volumen des ersten Volumenteils ist. Hierdurch entsteht z. B. ein besonders geringes Volumen nach dem Rückschlagventil, um z. B. für Druckmessungen ein möglichst geringes Totvolumen in dem zweiten Volumenteil zu erhalten. Ein kleines Totvolumen minimiert den Luftverlust bei Druckmessung unterschiedlich gefüllter Luftkissen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Deckel im Bereich des zweiten Volumenteils eine weitere Aussparung umfassen, so dass das zweite Volumenteil mit einem abgeschlossenen dritten Volumenteil außerhalb des Kammervolumens in Verbindung steht, wobei in dem dritten Volumenteil ein Drucksensor angeordnet ist. Durch die weitere Aussparung im Deckel kann ein auf der Außenseite des Deckels vorgesehener Drucksensor mit Druck beaufschlagt werden. Dazu kann beispielsweise zwischen dem Deckel und dem Drucksensor oder einer den Drucksensor tragenden Leiterplatte eine luftdichte Verbindung vorgesehen werden. Dafür wird z. B. ein Steg oder Ring aus elastischem Material, z. B. EPDM, Silikon, etc. in den Zwischenraum eingebracht. Dieser Steg oder Ring kann in Form eines Zweikomponenten-Spritzgussteils mit dem Deckel verbunden sein.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass im Bereich einer Öffnung, in der der Druckversorgungsanschluss in das erste Volumenteil des Kammervolumens übergeht, ein Gitterfilter angeordnet ist. Ein solcher Gitterfilter kann ebenso an weiteren Pneumatikanschlüssen, z. B. an dem Verbraucheranschluss, vorgesehen sein. Ein solcher Gitterfilter dient zum Schutz der stromabwärts gelegenen Bausteine vor Partikeln bzw. Verschmutzung.
Die Fixierung des Gitterfilters erfolgt gemäß einer Ausgestaltung durch eine Klemmung zwischen dem Boden und dem Deckel.
Die Öffnung, in der der Druckversorgungsanschluss in das erste Volumenteil des Kammervolumens übergeht, kann eine schräge Anlagefläche aufweisen bzw. in einer solchen gebildet sein, wobei die Ebene der Anlagefläche gegenüber einer Ebene senkrecht zum Durchtrittskanal des Druckversorgungsanschlusses nach unten und von dem Druckversorgungsanschluss weg geneigt ist. Dadurch kann das Klemmen des Gitterfilters zwischen dem Boden und dem Deckel erleichtert werden.
Der Deckel kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung einen Steckerkorb für elektrische Anschlüsse zur Kontaktierung einer Leiterplatte mit dem Drucksensor und optionalen weiteren elektronischen Komponenten umfassen. Gemäß dieser Ausgestaltungsvariante sind in den Deckel elektrische Anschlüsse integriert.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbraucheranschluss dazu ausgebildet ist, lösbar mit einer als separates Bauteil ausgebildeten Sammelleitung verbunden zu werden. Dies vereinfacht die Herstellung des Druckverteilers, da dessen Gehäuse dann mit einer geringen Anzahl an Entformungsrichtungen beim Spritzguss-Herstellungsprozess auskommt. Die Sammelleitung ermöglicht die ausgangsseitige Verbindung des Druckverteilers mit einer Mehrzahl an zu versorgenden Ventilen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Vordruckkammer im Querschnitt;
2 eine zweite Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Vordruckkammer im Querschnitt;
3 einen Schnitt längs der Linie A-A durch die Vordruckkammer aus 2; und
4 eine geschnittene Draufsicht auf eine Bodengruppe, welche eine erfindungsgemäße Vordruckkammer mit einer Anzahl an Ventilen vereint.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vordruckkammer 1 in einer Querschnittsdarstellung. Die Vordruckkammer 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Boden 3 und einem Deckel 4. An den mit 34 gekennzeichneten Punkten sind der Boden 3 und der Deckel 4 druckdicht miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine Laserschweißverbindung im Bereich der mit 34 gekennzeichneten Punkten realisiert sein.
Zwischen dem Boden 3 und dem Deckel 4 ist ein Kammervolumen 5 gebildet. Das Kammervolumen 5 ist durch eine Trennwand 8 in einen ersten Volumenteil 9 und einen zweiten Volumenteil 10 untertrennt. In dem Boden 3 ist ein Druckversorgungsanschluss 6 ausgebildet, welcher in den ersten Volumenteil 9 mündet. Ein Verbraucheranschluss 7, der ebenfalls in dem Boden 3 ausgebildet ist, mündet in den zweiten Volumenteil 10. Der Druckversorgungsanschluss 6 ist mit einer in der Figur nicht näher dargestellten Druckluftquelle verbunden. Der Verbraucheranschluss 7 geht in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft in eine baulich getrennte Sammelleitung 35 über, welche sich in die Blattebene hinein erstreckt. Die Sammelleitung 35 ist über ein Dichtelement 36 mit dem Verbraucheranschluss 7, d. h. dem Boden 3, druckfest verbunden. Die Sammelleitung 35 ist mit in der Zeichnung ebenfalls nicht näher dargestellten Ventilen zur Ansteuerung von ebenfalls nicht dargestellten Aktoren gekoppelt.
In dem zweiten Volumenteil 10 ist ein Rückschlagventil 11 angeordnet. Das Rückschlagventil 11 umfasst einen Elastomerlappen 12, dessen erstes Ende 13 an einem in der Zeichnung in etwa waagerecht verlaufenden Abschnitt der Trennwand 8 fixiert ist, während dessen zweites, freies Ende 14 eine Aussparung 8A in dem in etwa waagerecht verlaufenden Abschnitt der Trennwand 8 bedeckt. Ein in der zeichnerischen Darstellung senkrecht nach oben verlaufender Abschnitt der Trennwand 8 ist dort mit dem Deckel 4 druckfest verbunden (siehe Verbindungspunkt 34).
Das erste Ende 13 des Elastomerlappens 12 weist ein Loch 28 auf, durch das ein sich in Richtung des zweiten Volumenteils 10 erstreckender Stift 27 greift. Der Stift 27 ist einstückig mit dem in etwa waagerecht verlaufenden Abschnitt der Trennwand 8 ausgebildet. Ein Niederhalter 29, der einstückig mit dem Deckel 4 ausgebildet ist, drückt von oben auf den Stift 27 bzw. den den Stift 27 umgebenden Bereich des ersten Endes 13 des Elastomerlappens 12. Der Elastomerlappen 12 ist dadurch im Bereich seines ersten Endes 13 in allen Raumrichtungen fixiert.
Aufgrund seiner elastischen Eigenschaften kann das zweite, freie Ende 14 des Elastomerlappens 12 bei entsprechenden Druckverhältnissen in dem ersten und dem zweiten Volumenteil 9, 10 von der Aussparung 8A abgehoben werden, so dass Druckluft von dem ersten Volumenteil 9 in den zweiten Volumenteil 10 strömt. Ist der Druck in dem zweiten Volumenteil 10 hingegen (nur geringfügig) größer als in dem ersten Volumenteil 9, so wird das zweite, freie Ende 14 des Elastomerlappens 12 gegen die Aussparung 8A gepresst.
Die Fläche der Trennwand 8, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel des in etwa waagerecht verlaufenden Abschnitts der Trennwand 8, ist geringfügig gekrümmt ausgeführt. Dies bedeutet, eine erste Ebene der Trennwand 8, in der die Aussparung 8A liegt, ist gegenüber einer zweiten Ebene, in der das erste Ende 13 des Elastomerlappens 12 an dem Boden (d. h. der Trennwand 8) anliegt und fixiert ist, geneigt. Die beiden Ebenen gehen hier durch eine stetige Krümmung ineinander über. Hierdurch wird der Elastomerlappen 12, der in seinem Ausgangszustand eine ebene Gestalt aufweist, leicht verformt. Aufgrund dieser Verformung und seiner elastischen Eigenschaften wird eine erwünschte Vorspannung und gleichmäßige Anpresskraft im Bereich der Aussparung 8A erzielt. Dies ermöglicht eine gute Dichtwirkung, auch bei geringem Differenzdruck zwischen dem zweiten Volumenteil 10 und dem ersten Volumenteil 9. Gleichzeitig ist ein geringer Strömungswiderstand in Durchlassrichtung, d. h. bei größerem Druck im ersten Volumenteil 9 gegenüber dem zweiten Volumenteil 10, sichergestellt.
Alternativ zu dem hier in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte der in etwa waagerecht verlaufende Abschnitt der Trennwand 8 auch aus zwei zueinander geneigten, jeweils geraden Abschnitten gebildet sein.
Die Position der Trennwand 8 ist derart gewählt, dass der zweite Volumenteil 10 ein möglichst kleines Volumen aufweist. Insbesondere ist der zweite Volumenteil 10 kleiner als der erste Volumenteil 9. Dadurch, dass nach dem Rückschlagventil ein besonders kleines Volumen des zweiten Volumenteils vorliegt, kann dieses besonders gut für Druckmessungen verwendet werden.
Ein kleines Totvolumen minimiert den Luftverlust bei Druckmessung unterschiedlich gefüllter Aktoren, z. B. Luftkissen.
Für eine Druckmessung ist der Deckel 3 mit einer weiteren Aussparung 17 versehen. Auf der von dem zweiten Volumenteil 10 abgewandten Seite des Deckels ist ein Drucksensor 24 angeordnet. Dieser ist lediglich beispielhaft gegenüber dem Deckel 9 mit Hilfe einer Dichtung 19 abgedichtet. Alternativ könnte eine luftdichte Verbindung auch um den Sensor 24 herum zwischen dem Deckel 3 und einer den Drucksensor 24 tragenden Leiterplatte 20 bestehen. Hierzu könnte z. B. ein Steg oder ein Ring aus einem elastischen Material, z. B. EPDM, Silikon, etc. in den Zwischenraum eingebracht sein. Dieser Steg oder Ring kann in Form eines Zweikomponenten-Spritzgussteils mit dem Deckel 3 verbunden sein.
Durch die weitere Aussparung 17 hindurch kann der in dem zweiten Volumenteil 10 herrschende Druck erfasst werden. Der Druck in dem zweiten Volumenteil 10 bestimmt sich dabei danach, welches der an die Sammelleitung 35 angeschlossenen Ventile geöffnet ist, wodurch der in einem Verbraucher herrschende Druck messbar gemacht wird.
Zur elektrischen Kontaktierung des Drucksensors 24 und der Leiterplatte 20 kann der Deckel 3 mit einem Steckerkorb 25 versehen sein. Hierzu kann eine Anzahl an Kontaktpins entsprechende Kontakte in dem Stecker 25 und der Leiterplatte 20 miteinander verbinden. Zum Schutz der Leiterplatte gegen Berührung oder Verschmutzung ist zudem eine Abdeckung 30 vorgesehen, welche jedoch keine druckdichte Funktion aufzuweisen braucht.
Das Volumen beider Volumenteile wird vorzugsweise derart bemessen, dass das Volumen Druckstöße und Geräusche durch seine Auslegung als akustischer Tiefpass dämpft. Dies kann beispielsweise durch ein Volumen im Bereich zwischen 2 cm³ und 10 cm³ realisiert werden. Dadurch können Druckstöße und Geräusche, die von der Druckversorgung oder von der Luftströmung verursacht werden, gedämpft werden. Ein Weiterleiten von Geräuschen und Stößen innerhalb des pneumatischen Systems ist dadurch deutlich reduziert.
An dem Druckversorgungsanschluss 6 ist ein sog. Gitterfilter 21 eingesetzt, welches zum Schutz nachfolgender Komponenten vor Partikeln und Verschmutzung dient. Das Gitterfilter 21 weist beispielsweise eine rechteckige Form auf und ist zwischen gewinkelten Stegen des Bodens 3 und des Deckels 4 eingeklemmt. Um die Montage des Gitterfilters 21 zu vereinfachen, weist der Boden im Bereich einer Öffnung 23, in der der Druckversorgungsanschluss 6 in das erste Volumenteil 9 des Kammervolumens 5 übergeht, eine schräge Anlagefläche 22 auf bzw. ist in dieser gebildet. Die Ebene der Anlagefläche ist gegenüber einer Ebene senkrecht zum Durchtrittskanal des Druckversorgungsanschlusses 6 (in der zeichnerischen Darstellung von links nach rechts) nach unten und von dem Druckversorgungsanschluss 6 weg geneigt. Der Boden ist dazu mit einer V-förmigen Nut versehen, in die das Gitterfilter 21 hineinrutscht, so dass dieses beim Verbinden von Deckel 4 und Boden 3 nicht von seiner vorgesehenen Position verrutschen kann.
Dieses Prinzip kann beispielsweise besser anhand von 3 erkannt werden, welche einen Schnitt längs der Linie A-A aus 2 zeigt, in der das Gitterfilter in identischer Weise wie in 1 realisiert ist. Hierbei ist ersichtlich, dass der Boden 3 im Bereich des Druckversorgungsanschlusses 6 eine von oben nach unten verlaufende „Nut” aufweist, in welche ein Deckelabschnitt mit außen liegenden Deckelwandabschnitten 33, welche an die schräge Anlagefläche 22 angepasst sind, und einem dazwischenliegenden dünnen Deckelwandabschnitt 32 kürzerer Länge, eingeführt ist. Durch die kürzere Länge des dünnen Deckelwandabschnitts 32 bleibt die Öffnung 23 des Druckversorgungsanschlusses frei, in deren Bereich das Gitterfilter 21 angeordnet ist.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der die Trennwand 8 einen ausschließlich sich von oben nach unten erstreckenden, senkrechten Verlauf aufweist. Dabei kommt die Aussparung 8A koaxial mit und in Fortsetzung des Druckversorgungsanschlusses 6 zum Liegen, wodurch eine besonders einfache Entformbarkeit im Rahmen des Spritzgussverfahrens realisierbar ist. Das zweite Ende des Elastomerlappens 12 wird wie beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Stifts 27 und eines Niederhalters 29 gehalten. Der sich um 90° nach oben erstreckende freie Abschnitt des ersten Endes 13 des Elastomerlappens 12 verschließt die Aussparung 8A. In diesem Ausgestaltungsbeispiel ist der Verbraucheranschluss 7 nicht ersichtlich, welcher sich aus dem Boden 4 aus der Zeichenebene heraus erstreckt. Aufgrund der unterschiedlichen Ausgestaltung des Gehäuses 2 ist auch der Steckerkorb 25 lediglich beispielhaft an einer anderen Stelle angeordnet, so dass hier gerade Kontaktpins 31 zur Anwendung kommen. Dies ist jedoch optional und kann in beliebiger Weise an die Erfordernisse angepasst werden. Gut erkennbar sind die um 90° zueinander geneigten Ebenen 15 und 16 der Trennwand 8 und der Anlagefläche 26 des zweiten Endes 14 des Elastomerlappens 12.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine sog. Bodengruppe 40, bei der die erfindungsgemäße Vordruckkammer 1 zusammen mit lediglich beispielhaft zwei Ventilen 41.1, 41.2 in einem gemeinsamen Gehäuse vereint ist. Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass das Gehäuse der Vordruckkammer 1 derart geformt wird, dass dieses vorzugsweise die gleiche Länge wie ein Ventil 41.1, 41.2 aufweist, da hierdurch ein besonders einfacher Verbund mit mehreren Ventilen zu einer Gruppe ermöglicht wird. Der Druckversorgungsanschluss 6 und jeweilige Druckauslässe 42.1, 42.2 können vorteilhaft auf der gleichen Seite der Baugruppe angeordnet werden. Über den Verbraucheranschluss 7 können über eine Sammelleitung 35 die Ventile 41.1, 41.2 mit der erforderlichen Druckluft versorgt werden. Es versteht sich, dass die Anzahl der Ventile beliebig gewählt werden kann.
Das von der Vordruckkammer 1 abgewandte Ende der Sammelleitung ist mit einer Kugel 43 abgedichtet, in dem die Kugel 43 in die Sammelleitung 35 eingepresst ist. In der gezeigten Position der Kugel 43 sind beide Ventile 41.1, 41.2 mit der Vordruckkammer 1 verbunden. Wird die Kugel 43 demgegenüber in einer alternativen Ausgestaltung weiter in die Sammelleitung 35 gepresst, so kann das Ventil 41.2. in diesem Beispiel deaktiviert werden, d. h. dessen Druckauslass 42.2 braucht nicht mit einem Aktor bestückt zu werden. Je nach Einpresstiefe der Kugel kann dadurch eine Minderbestückung der Bodengruppe erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vordruckkammer vereint eine Reihe von Vorteilen auf sich.
Sie ermöglicht die Integration eines einfach aufgebauten Rückschlagventils, welches ein Rückströmen der Luft zur Drucklufterzeugung verhindert. Es ermöglicht eine optionale Anschlussmöglichkeit für einen auf einer Leiterplatte montierten Drucksensor, wobei ein Dichtelement sicherstellt, dass nur die erforderlichen Komponenten mit dem druckbeaufschlagten und möglicherweise feuchtigkeitsführenden Bereich in Verbindung kommen. Es besteht eine Anschlussmöglichkeit für eine Druckversorgung sowie für ein oder mehrere pneumatische Ventile, insbesondere über eine Sammelleitung. Auf einfache Weise ist eine Aufnahme für ein Gitterfilter zum Schutz nachfolgender Bausteine vor Partikeln bzw. Verschmutzung integrierbar. Die beschriebenen Funktionen lassen sich modular in die Vordruckkammer integrieren, so dass mit weitgehenden Gleichteilen bzw. Minderbestückung unterschiedliche Konfigurationen darstellbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Vordruckkammer
2: Gehäuse
3: Boden
4: Deckel
5: Kammervolumen
6: Druckversorgungsanschluss
7: Verbraucheranschluss
8: Trennwand
8A: Aussparung
9: erster Volumenteil
10: zweiter Volumenteil
11: Rückschlagventil
12: Elastomerlappen
13: erstes Ende des Elastomerlappens 12
14: zweites Ende des Elastomerlappens 12
15: erste Ebene der Trennwand 8
16: zweite Ebene der Anlagefläche 26 des zweiten Endes des des Elastomerlappens 12
17: weitere Aussparung
18: drittes Volumenteil
19: Dichtung
20: Leiterplatte
21: Gitterfilter
22: Anlagefläche
23: Öffnung
24: Drucksensor
25: Steckerkorb
26: Anlagefläche
27: Stift
28: Loch
29: Niederhalter
30: Abdeckung
31: Kontaktpins
32: dünner Deckelwandabschnitt
33: Deckelwandabschnitt, angepasst an schräge Anlagefläche
34: Verbindungspunkte
35: Sammelleitung
36: Dichtelement
40: Bodenbaugruppe
41.x: Ventil
42.x: Druckauslass
43: Kugel

Claims

Vordruckkammer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen, die ein Gehäuse (2) mit einem Boden (3) und einem Deckel (4) umfasst, die druckdicht miteinander verbunden sind und zwischen denen ein Kammervolumen (5) gebildet ist, wobei das Gehäuse (2) einen Druckversorgungsanschluss (6) zur Verbindung mit einem Druckerzeuger und einen Verbraucheranschluss (7) zur Verbindung mit einem oder mehreren pneumatischen Ventilen umfasst, wobei – das Kammervolumen (5) durch eine Trennwand (8) in einen ersten Volumenteil (9), der mit dem Druckversorgungsanschluss (6) in Verbindung steht, und einen zweiten Volumenteil (10), der mit dem Verbraucheranschluss (7) in Verbindung steht, unterteilt ist; – in dem zweiten Volumenteil (10) ein Rückschlagventil (11) angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil (11) einen Elastomerlappen (12) umfasst, der mit seinem ersten Ende (13) an dem Gehäuse (2) fixiert ist und mit seinem zweiten Ende (14) eine Aussparung (8A) in der Trennwand (8) bedeckt, wobei eine erste Ebene (15) der Trennwand (8), in der die Aussparung (8A) liegt, gegenüber einer zweiten Ebene (16), in der das erste Ende (13) des Elastomerlappens (12) an dem Gehäuse (2) anliegt und fixiert ist, geneigt ist.
Vordruckkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) integraler Teil des Bodens (3) ist und dichtend an dem Deckel (4) anliegt.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Volumenteil (9) und der zweite Volumenteil (10) von ihrer Größe derart bemessen sind, dass das summierte Volumen des ersten und des zweiten Volumenteils (9, 10) Druckstöße und Geräusche durch seine Auslegung als akustischer Tiefpass dämpft.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8A) in der Trennwand (8) koaxial mit und in Fortsetzung des Druckversorgungsanschlusses (6) oder des Verbraucheranschlusses (7) liegt.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen der ersten Ebene (15) und der zweiten Ebene (16) zwischen 5° und 90° beträgt.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (8) derart in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, dass das Volumen des zweiten Volumenteils (10) kleiner als das Volumen des ersten Volumenteils (9) ist.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4) im Bereich des zweiten Volumenteils (10) eine weitere Aussparung (17) umfasst, so dass das zweite Volumenteil (10) mit einem abgeschlossenen dritten Volumenteil (18) außerhalb des Kammervolumens (5) in Verbindung steht, wobei in dem dritten Volumenteil (18) ein Drucksensor (24) angeordnet ist.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Öffnung (23), in der der Druckversorgungsanschluss (6) in das erste Volumenteil (9) des Kammervolumens (5) übergeht, ein Gitterfilter (21) angeordnet ist.
Vordruckkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitterfilter (21) durch Klemmung zwischen dem Boden (3) und dem Deckel (4) fixiert ist.
Vordruckkammer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (23) eine schräge Anlagefläche (22) aufweist, wobei die Ebene der Anlagefläche (22) gegenüber einer Ebene zum Durchtrittskanal des Druckversorgungsanschlusses (6) nach unten und von dem Druckversorgungsanschluss (6) weg geneigt ist.
Vordruckkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4) einen Steckerkorb (25) für elektrische Anschlüsse zur Kontaktierung einer Leiterplatte (20) mit dem Drucksensor (24) und optionalen weiteren elektronischen Komponenten umfasst.
Vordruckkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucheranschluss (7) dazu ausgebildet ist, lösbar mit einer als separates Bauteil ausgebildeten Sammelleitung (35) verbunden zu werden.