DE4233748A1 - Drucksteller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucksteller mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Ein Drucksteller mit diesen Merkmalen ist bekannt (DE 40 16 804 C1). Er wurde mit dem Ziel entwickelt, eine eindeutige Reproduzierbarkeit von einzustellenden (Steuer-) Drücken zu gewährleisten, unabhängig von der Richtung, aus welcher das nur manuell verstellbare Betätigungsglied des Stellers in die aktuelle Stellung hinein­ geführt wurde.

Es ist bekannt (DE 31 29 358 C2), daß in Fahrzeugsitzen Luft­ bälge zur individuellen Einstellung von Sitzflächenkonturen nach Wunsch des Benutzers eingebaut werden, wobei auf Tasten­ druck über eine elektrische Speichereinrichtung vordefinierte Druckprofile abgerufen werden können. Bei der bekannten ein­ stellbaren Rückenstütze läuft diese Reproduktion so ab, daß die vorhandenen Luftbälge zunächst auf einen bestimmten, relativ hohen Ausgangsdruck gefüllt und dann über Ansteuerung von Ablaßventilen auf den gewünschten Druck entlüftet werden. Dabei wird die jeweils zum Erreichen des einzustellenden Druckniveaus benötigte Anzahl von Ventilschaltvorgängen bzw. die Gesamtbe­ tätigungsdauer eines jeden Ventils erfaßt und gespeichert, um so einen indirekten Rückschluß auf den immer vom selben An­ fangsdruckniveau ausgehenden Enddruck ziehen zu können.

Ähnliche Funktionen umfaßt das in DE 38 04 959 A1 beschriebene Verfahren zum Befüllen von Luftkammern eines Sitzes. Dort ist für eine Mehrzahl von Luftbälgen in einem pneumatischen Lei­ tungssystem ein gemeinsamer Drucksensor vorhanden, der für je­ den einzelnen Luftbalg eine Druckmessung im System durchführt und die Balgdrücke über die Ansteuerung von Ablaß-Magnetven­ tilen reproduzierbar einregelt.

Diesen Einrichtungen gegenüber hat der gattungsgemäße Druckstel­ ler den Vorteil, daß zur eigentlichen Druckeinstellung im pneu­ matischen System keinerlei elektrische Bauteile, auch kein Drucksensor benötigt werden. Hingegen kann natürlich bei der manuellen Einstellung die Reproduktion von bestimmten Druckni­ veaus relativ schwierig und umständlich werden, zumal sie der genauen Beobachtung des Benutzers unterliegen.

Es wurde auch bereits eine mit Unterdruck arbeitende Einrich­ tung zur stufenlosen Verstellung von Vorrichtungen an Kraft­ fahrzeugen beschrieben (DE 27 54 177 A1), bei der ein ständig mit Unterdruck beaufschlagtes, federbelastetes Einkammer- Stellelement einer Scheinwerfer-Leuchtweitenverstellung mit einem elektrisch durch eine beheizbare Bimetallfeder verstell­ baren, mittels eines manuell bedienbaren Potentiometers zu betätigenden Drucksteller versehen ist. Der Drucksteller läßt eine ständige gedrosselte Belüftung der Arbeitskammer des Stellelements zu, so daß ein stationärer Zustand durch das Gleichgewicht zwischen dem herrschenden Unterdruck und der Stellelement-Feder einstellbar ist.

Auch hier ist jedoch keine Stellungsrückführung im Sinne einer reproduzierbaren Wiedereinstellung von voreingestellten Posi­ tionen des Stellelements vorgesehen, sondern es wurde lediglich die elektrische Bedienung an die Stelle der direkten manuellen Druckeinstellung gesetzt, weil der Verbraucher zu weit vom Fahrzeuginnenraum entfernt angeordnet ist.

Es ist z. B. bei der elektromotorischen Einstellung von Sitzen bekannt, jedem Stellmotor (für Lehnenneigung, Sitzflächennei­ gung, Kopfstützenhöhe) eine Rückführeinrichtung zuzuordnen, die eine elektrische Speicherung von einmal mittels der Motoren oder manuell eingestellten Positionen ermöglicht sowie deren Abruf auf Tastendruck (sog. Memory-Schaltungen).

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Drucksteller so auszubilden, daß auch mit diesem ein selbsttä­ tiges Reproduzieren von voreingestellten Drücken möglich wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Indem die auf den Steuerkörper des Druckstellers einwirkende Federvorspannung nunmehr auch durch eine Antriebseinrichtung verstellbar gemacht wird, wird zunächst eine Fernbedienung des Stellers von z. B. einer zentralen Stelle (Schalter, Tastatur) aus möglich. Gleichwohl kann dieser Steller auch weiterhin mit einer Handhabe direkt manuell betätigt werden, wobei diese Handhabe bei der Einstellung mittels der Antriebseinrichtung mitgeführt wird.

Zusätzlich ist dem Steller eine Rückführeinrichtung zugeordnet, die die aktuellen Stellungen des Steuerkörpers in elektrische, speicherbare Signale umsetzt und z. B. als Potentiometer ausgeführt ist.

Zur Reproduktion eines bestimmten Steuerdrucks genügt es dann, wenn mittels der Antriebseinrichtung eine gespeicherte Spannung der Rückführeinrichtung wieder eingestellt wird. Dann steht automatisch der Steuerkörper wieder in der voreingestellten Stellung, und das gewünschte Steuerdruckniveau ist verfügbar.

Die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche geben vorteil­ hafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Druckstellers an.

Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich hier anschließender einge­ hender Beschreibung hervor.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittansicht eines sowohl mit einer Handhabe zur manuellen Einstellung als auch mit einer Antriebseinrichtung und Rückführung versehenen Druckstellers.

Ein Drucksteller 1 an sich bekannter Bauart umfaßt ein Gehäuse 2, in dem eine Versorgungsdruckkammer 3 mit einem nach außen geführten pneumatischen Anschluß 3A zu einer nicht dargestell­ ten Druckquelle - z. B. einer Pumpe oder einem Vorratsbehälter - und eine Steuerdruckkammer 4 mit einem zu einem ebenfalls nicht dargestellten Verbraucher, z. B. einer Druckkammer in einem Fahrzeugsitz, führenden pneumatischen Anschluß 4A. Zwi­ schen den beiden Kammern 3 und 4 ist ein kragenartiger Ventil­ sitz 5 in dem Gehäuse 2 befestigt, auf welchen von der Versor­ gungsdruckkammer 3 her ein Ventilkörper 6 mittels einer Schließ­ feder 7 aufgedrückt wird, der die beiden Kammern 3 und 4 norma­ lerweise voneinander getrennt hält.

Die Steuerdruckkammer 4 wird außer durch die Gehäuseinnenwand noch durch einen beweglichen Steuerkörper 8 (auch Steuerkolben genannt) begrenzt, der gegenüber dem Gehäuse 2 durch eine Roll­ membran 9 abgedichtet und zugleich axial geführt ist. Er ist längs seiner Bewegungsrichtung von einer durchlaufenden Bohrung 10 durchdrungen, die auf der dem Ventilkörper 6 zugewandten Seite des Steuerkörpers 8 in einem Hals 11 ausmündet, dessen stirnseitiger Rand wiederum einen (inneren) Ventilsitz 12 bil­ det, der koaxial zu dem kragenförmigen (äußeren) Ventilsitz 5 angeordnet ist und ebenfalls mit dem Ventilkörper 6 in Berührung bringbar ist. Auf der anderen Seite ist die Bohrung 10 zur Atmo­ sphäre (Umgebungsdruck) hin offen.

Der Steuerkörper 8 wird durch eine Steuerfeder 13 gegen den Steuerdruck vorgespannt, deren Vorspannung mittels einer Betä­ tigungseinrichtung 14 veränderlich einstellbar ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt die Betätigungsein­ richtung eine drehbar über ein Handrad 18 an dem Gehäuse 2 gela­ gerte Scheibe 15, deren eine Stirnseite der Steuerfeder 13 und dem Steuerkörper 8 zugewandt ist und zwei halbkreisförmig gebo­ gene Rampen 16 - von denen eine hier wegen der Schnittdarstel­ lung unsichtbar ist - aufweist, auf denen die Steuerfeder 13 mit Schleifstücken 17 aufliegt.

Wenn beide Ventilsitze 5 und 12 durch den Ventilkörper 6 ver­ schlossen sind, ist ein stabiler Zustand des Steuerdrucks in der Steuerdruckkammer 4 und im Verbraucher eingestellt.

Wird hingegen die Vorspannung der Steuerfeder 13 erhöht, indem die Rampen 16 unter den Schleifstücken 17 in Richtung Erhöhung gedreht werden, so drückt der Steuerkörper 8 den Ventilkörper 6 von dem äußeren Ventilsitz 5 weg, so daß die Versorgungsdruck­ kammer 3 mit der Steuerdruckkammer 4 verbunden wird und der Steuerdruck am Verbraucher erhöht wird, und zwar so lange, bis der aktuelle Steuerdruckwert wieder die Kraft der Steuerfeder überwiegt und sich der Ventilkörper 6 wieder an den Ventilsitz 5 anlegen kann.

Ähnlich reagiert der Drucksteller, wenn der Steuerdruck absin­ ken sollte; die vorgespannte Steuerfeder 13 schiebt dann den Steuerkörper 8 stärker gegen den Ventilkörper 6 und hebt diesen vorübergehend vom Ventilsitz 5 ab, so daß von der Versorgungs­ druckkammer 3 her wieder Luft in die Steuerdruckkammer 4 und über den Anschluß 4A zum Verbraucher geliefert werden kann, um den Steuerdruck auf sein eingestelltes Ausgangslevel zu erhö­ hen.

Wird andererseits die Vorspannung der Steuerfeder 13 verrin­ gert, indem die Rampen 16 unter den Schleifstücken 17 in Rich­ tung Absenkung gedreht werden, so überwiegt zunächst die vom Steuerdruck auf den Steuerkörper aufgebrachte Kraft die Schließ­ kraft der Steuerfeder 13, so daß der Steuerkörper 8 bzw. der mit diesem verbundene (innere) Ventilsitz 12 vom Ventilkörper 6 abgehoben werden. Damit wird eine Verbindung zwischen der Steu­ erdruckkammer 4 und der durchlaufenden Bohrung 10 im Steuerkör­ per geöffnet und die Steuerdruckkammer zumindest teilweise ent­ lüftet. Diese Entlüftungsverbindung wird alsbald wieder ge­ schlossen, wenn die Vorspannung der Steuerfeder den Steuerkör­ per 8 wieder gegen den nunmehr verringerten Steuerdruck auf den Ventilkörper 6 aufsetzen kann.

Nachdem bis hierhin nur der Vollständigkeit halber der Aufbau und die Funktion derartiger Drucksteller beschrieben wurde, wird im folgenden nun näher auf die Betätigungseinrichtung ein­ gegangen. In der konventionellen Ausführung ist die drehbare Scheibe 15 drehfest mit einem Handrad 18 verbunden, so daß die Vorspannung der Steuerfeder 13 und das Gleichgewicht zwischen dem Steuerdruck und der Federkraft durch Drehen des Handrades stufenlos bzw. in Abhängigkeit von der Gestalt und Stellung der Rampen 16 einstellbar ist.

Neu hinzugekommen ist nun eine elektromotorische Antriebsein­ richtung 19, die neben dem elektrischen Stellmotor 20 ein Ge­ triebe 21 und eine Kupplung 22 umfaßt und im übrigen gleich­ wertig zur Einstellung der Winkelstellungen der Scheibe 15 bzw. der Rampen 16 vorgesehen ist.

Hinzugefügt wurde der Betätigungseinrichtung ferner eine Rück­ führeinrichtung 23, die im wesentlichen aus einer drehfest mit der Scheibe 15 verbundenen Potentiometerschleifbahn 24 sowie zwei Schleifstücken 25 besteht, die elektrisch mit der Poten­ tiometerschleifbahn 24 kontaktiert sind und an denen eine von der Winkelstellung der Scheibe 15 abhängige elektrische Spannung abgreifbar ist.

Die Rückführeinrichtung wird also unabhängig davon mitgeführt, ob die Scheibe 15 von Hand über das Handrad 18 oder mittels der Antriebseinrichtung 19 bewegt wird. Es ist aber nun möglich, mittels der letzteren in an sich bekannter Weise voreingestell­ te, elektrisch gespeicherte Stellungen der Scheibe 15 beliebig oft und genau zu reproduzieren, wobei als Vorgabe nicht mehr eine mechanisch eingestellte Federvorspannung sondern ein elektrischer Meßwert dient, der der Vorspannung der Steuerfeder proportional ist.

Wird die Scheibe 15 elektrisch bewegt, so dreht sich das Hand­ rad 18 natürlich mit, so daß der Benutzer auf einer etwa darauf angebrachten Zahlenskala ohne weiteres die aktuelle Stellung des Druckstellers ablesen kann.

Es kann vorgesehen werden, daß die Kupplung 22 den Stellmotor 20 und das Getriebe 21 normalerweise von der Scheibe 15 trennt, so daß beim manuellen Verstellen des Druckstellers die elek­ trische Antriebseinrichtung nicht mitgeschleppt werden muß. Es kann hierzu beispielsweise eine selbsttätig einrückende Kupp­ lung vorgesehen werden, oder eine elektrische Kupplung, die gleichzeitig mit dem Motor 20 eingeschaltet wird und ansonsten schlupft.

Claims (3)

1. Pneumatischer Drucksteller zur Einstellung des Innendrucks wenigstens eines Verbrauchers, insbesondere einer innerhalb der Polsterung eines Fahrzeugsitzes angeordneten Druckkammer, mit einem durch einen Steuerdruck belastbaren beweglichen Steu­ erkörper, der mittels einer Feder gegen die Kraft des Steuer­ drucks zu dessen Begrenzung mit veränderlicher Kraft vorspann­ bar ist, mit einer Betätigungseinrichtung zum Einstellen der einem be­ stimmten Steuerdruckniveau entsprechenden Vorspannung einer auf den Steuerkörper des Druckreglers einwirkenden Steuerfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (14) eine einschaltbare An­ triebseinrichtung (19) mit einer Rückführeinrichtung (23) zur fremdkraftunterstützten reproduzierbaren Einstellen voreinge­ stellter Werte der Vorspannung der Steuerfeder (13) umfaßt.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (14) ferner eine Handhabe (18) zum manuellen Einstellen der Vorspannung der Steuerfeder (13) umfaßt, welche bei der Einstellung durch die Antriebseinrich­ tung (19) mitbewegbar ist.

3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung (22) zum Abkuppeln der Antriebseinrichtung (19) von der Betätigungseinrichtung (14) bei manuellem Ein­ stellen der Vorspannung der Steuerfeder (13) vorgesehen ist.