EP0463353B1 - Pneumatische Steueranlage - Google Patents

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EP0463353B1
EP0463353B1 EP91108072A EP91108072A EP0463353B1 EP 0463353 B1 EP0463353 B1 EP 0463353B1 EP 91108072 A EP91108072 A EP 91108072A EP 91108072 A EP91108072 A EP 91108072A EP 0463353 B1 EP0463353 B1 EP 0463353B1
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EP
European Patent Office
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pressure
subassembly
control unit
pressure sensor
consumers
Prior art date
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Application number
EP91108072A
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English (en)
French (fr)
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EP0463353A1 (de
Inventor
Klaus Dipl.-Ing. Kiefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/26—Details
    • H01H35/2657—Details with different switches operated at substantially different pressures

Definitions

  • the invention is based on a pneumatic control system according to the preamble of claim 1.
  • the connected systems that is to say the consumers, are each assigned pressure switches.
  • these pressure switches must be specially matched to the individual systems, so that there is a large number of components to be used. Due to the tolerances of the components of the switches, each switch must be adjusted individually. There are also many hand soldering points that prevent assembly-friendly manufacture. If a pressure switch is responsible for several consumers, it has several fixed switching points. The arrangement of the solenoid valves downstream of the pressure switches creates a throttling effect that causes different switching points for the consumers. Replacing the pressure switches with sensors would not reduce the assembly effort.
  • a multiple pressure sensor is known from DE-U 7 718 250 and the corresponding FR-A-23 94 167, in which a plurality of pressure sensors (15) are formed in a common housing.
  • each pressure transducer is completely separate from one another in terms of its effectiveness. This is a pressure switch for connection to independent pressure transmission systems which are assigned to the individual switching mechanisms.
  • the pneumatic control system according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the control system is particularly inexpensive and easy to install can be produced.
  • the use of a multiple pressure sensor manufactured as a built-in part results in a 2 to 2.5-fold reduction in price compared to the use of individual sensors. Due to the compact design, only a small amount of space is required for the pressure sensor on the circuit board for the electronic evaluation circuit. Furthermore, the arrangement of the pressure sensor on the circuit board of the evaluation circuit eliminates the need for individual soldering processes.
  • the board can be brazed in a wave in a single, simple assembly step.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the pneumatic switchgear in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a section through a multiple pressure sensor.
  • 10 denotes a printed circuit board which consists of an electrically non-conductive material.
  • a ceramic or plastic plate can be used for this.
  • a multiple pressure sensor 11, as is shown in more detail by way of example in FIG. 2, is arranged on the printed circuit board 10 and is integrated in an operational amplifier 12.
  • the operational amplifier 12 also has a PTC resistor 13, that is to say a resistor made of a material with a positive temperature coefficient, for temperature compensation.
  • a bus 14 leads from the operational amplifier 12, the connecting lines corresponding to the number of the individual Sensor of the multiple pressure sensor 11 has, to an analog / digital (A / D) converter 15, which is integrated in a microcomputer 16. All components 11 to 16 are arranged on the printed circuit board 10.
  • the electrical connection contacts 19 for the electrical connection lines 20 of solenoid valves 21 are located on the printed circuit board 10 in the area of the microcomputer 16.
  • the solenoid valves 21 are fastened on a conventionally known base plate 22, which is used to control the compressed air from a bidirectional pump 23 (not shown) Channels in the base plate 22 serve the consumers.
  • the connections 24 for the lines leading to the consumers are shown on the base plate 22 in FIG.
  • consumers, for. B. be connected central locking, orthopedic backrest, headlight range control, climate flap control.
  • a bi-pressure pump 23 is a commercially available feed pump for compressed air, which can deliver in both directions of rotation of the pump. As a result, an overpressure and an underpressure can be generated in a system connected to the base plate 22.
  • connection 25a, 25b for a so-called closed system are also present on the base plate 22. This is a system in which pressure fluctuations can be compensated for with the help of accumulators.
  • the connection 25a is therefore designated as P + as the positive pressure connection and the connection 25b as P- as the negative pressure connection.
  • the solenoid valves 21 are shown as examples in FIG. 1 as 3/2-way valves.
  • the control of the individual solenoid valves 21 is carried out in a known manner via the series-connected electromagnets of the solenoid valves 21 against the force of a return spring 27.
  • Pressure lines lead from the base plate 22 to the individual transducers of the multiple pressure sensor 11.
  • a pressure line 30 connected to the transducer 11a is provided for pressure detection of the consumers which can be controlled simultaneously or individually by means of the solenoid valves 21.
  • a pressure line 31 for detecting the overpressure P + in the closed system and a pressure line 32 for detecting the underpressure P- in the closed system lead to the two other individual sensors 11b and 11c of the multiple pressure sensor 11.
  • the illustration with three individual sensors is only intended as an example .
  • the multiple pressure sensor 11 is shown in more detail in FIG. 2 in a longitudinal section. It has a common housing 35, which is divided into reference chambers 37 by partitions 36 according to the number of individual transducers 11a to 11c.
  • the reference chambers 37 are covered by a membrane 38 which can be applied to the openings of the reference chambers 37 in one operation.
  • the pressure to be determined in each case acts on the membrane 38, i. H. the pressure in the consumers or P + or P- in the closed system against the reference pressures prevailing in the reference chambers 37.
  • Contact pins 40 which are operatively connected to the membrane 38 are fastened in the housing base 39, the electrical lines 41 of which are led through the housing base 39 to the operational amplifier 12.
  • the decisive factor is the pressure detection with the aid of a multiple sensor, with several individual sensors being arranged in one component to save space. Furthermore, the multiple pressure sensor is attached directly to the printed circuit board 10 of the evaluation circuit in an assembly-friendly manner.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer pneumatischen Steueranlage nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei bekannten Steueranlagen sind den angeschlossenen Systemen, das heißt den Verbrauchern, jeweils Druckschalter zugeordnet. Diese Druckschalter müssen aber speziell auf die einzelnen Systeme abgestimmt sein, so daß sich eine große Anzahl von zu verwendenden Bauteilen ergibt. Durch die Toleranzen der Bauteile der Schalter bedingt, muß jeder Schalter einzeln justiert werden. Ferner sind viele Handlötstellen vorhanden, die eine montagefreundliche Herstellung verhindern. Ist ein Druckschalter für mehrere Verbraucher zuständig, so hat er mehrere fest eingestellte Schaltpunkte. Durch die Anordnung der den Druckschaltern nachgeschalteten Magnetventile entsteht eine Drosselwirkung, die unterschiedliche Schaltpunkte für die Verbraucher bewirkt. Ein Austausch der Druckschalter durch Sensoren würde zu keiner Verringerung des Montageaufwandes führen.
  • Aus dem DE-U 7 718 250 bzw. der korrespondierenden FR-A-23 94 167 ist ein Mehrfachdrucksensor bekannt, bei dem in einem gemeinsamen Gehäuse mehrere Druckaufnehmer (15) ausgebildet sind. Jeder Druckaufnehmer ist aber wirkungsmäßig völlig voneinander getrennt. Hierbei handelt es sich um einen Druckschalter für den Anschluß an voneinander unabhängige, den einzelnen Schaltwerken zugeordneten Druckübertragungssysteme.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße pneumatische Steueranlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Steueranlage besonders preisgünstig und montagefreundlich herstellbar ist. Durch die Verwendung eines als Einbauteil hergestellten Mehrfachdrucksensors ergibt sich gegenüber der Verwendung von Einzelsensoren eine Verbilligung um das 2 bis 2,5-fache. Durch die kompakte Bauweise ist für den Drucksensor auf der Platine für die elektronische Auswerteschaltung nur ein geringer Platzbedarf notwendig. Ferner entfallen durch die Anordnung des Drucksensors auf der Platine der Auswerteschaltung eventuelle Einzellötvorgänge. Die Platine kann in einem einzigen, einfachen Montageschritt in einem Schwallbad hartgelötet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Drucksensors möglich.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figur 1 ein Blockschaltbild der pneumatischen Schaltanlage in schematischer Darstellung und Figur 2 einen Schnitt durch einen Mehrfachdrucksensor.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In der Figur 1 ist mit 10 eine Leiterplatte bezeichnet, die aus einem elektrisch nicht leitendem Werkstoff besteht. Hierzu kann eine Keramik- oder Kunststoffplatte verwendet werden. Auf der Leiterplatte 10 ist ein Mehrfachdrucksensor 11, wie er beispielhaft in der Figur 2 näher dargestellt ist, angeordnet, der in einem Operationsverstärker 12 integriert ist. Der Operationsverstärker 12 weist ferner einen PTC-Widerstand 13, das heißt einen Widerstand aus einem Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, zur Temperaturkompensation auf. Vom Operationsverstärker 12 führt ein Bus 14, der Verbindungsleitungen entsprechend der Anzahl der einzelnen Aufnehmer des Mehrfachdrucksensors 11 aufweist, zu einem Analog/Digital(A/D)-Wandler 15, der in einem Mikrocomputer 16 integriert ist. Alle Bauteile 11 bis 16 sind auf der Leiterplatte 10 angeordnet.
  • Ferner befinden sich auf der Leiterplatte 10 im Bereich des Mikrocomputers 16 die elektrischen Anschlußkontakte 19 für die elektrischen Anschlußleitungen 20 von Magnetventilen 21. Die Magnetventile 21 sind auf einer herkömmlich bekannten Grundplatte 22 befestigt, die zur Steuerung der Druckluft von einer nicht näher dargestellten Bidruckpumpe 23 über Kanäle in der Grundplatte 22 zu den Verbrauchern dienen. In der Figur 1 sind hierzu an der Grundplatte 22 die Anschlüsse 24 für die zu den Verbrauchern führenden Leitungen dargestellt. Als Verbraucher können z. B. angeschlossen sein Zentralverriegelung, orthopödische Lehne, Leuchtweitenregelung, Klimaklappensteuerung. Eine Bidruckpumpe 23 ist eine im Handel erhältliche Förderpumpe für Druckluft, die in beide Drehrichtungen der Pumpe fördern kann. Dadurch kann in einem an der Grundplatte 22 angeschlossenen System ein Über- und ein Unterdruck erzeugt werden. Die an den Anschlüssen 24 angeschlossenen Verbraucher stellen ein sogenanntes offenes System dar, was bedeutet, daß die Druckluft über Auslaßöffnungen an den Verbrauchern ins Freie abgeleitet werden kann. An der Grundplatte 22 sind auch Anschlüsse 25a, 25b für ein sogenanntes geschlossenes System vorhanden. Hierbei handelt es sich um ein System, in dem Druckschwankungen mit Hilfe von Speichern ausgeglichen werden können. In der Figur 1 ist deshalb der Anschluß 25a mit P+ als Überdruckanschluß und der Anschluß 25b mit P- als Unterdruckanschluß bezeichnet.
  • Die Magnetventile 21 sind in der Figur 1 als 3/2-Wegeventile beispielhaft dargestellt. Die Ansteuerung der einzelnen Magnetventile 21 wird in bekannter Weise über die in Reihe verschalteten Elektromagnete der Magnetventile 21 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 27 vorgenommen.
  • Von der Grundplatte 22 führen Druckleitungen zu den einzelnen Aufnehmern des Mehrfachdrucksensors 11. Hier ist eine am Aufnehmer 11a angeschlossene Druckleitung 30 zur Druckerfassung der mit Hilfe der Magnetventile 21 gleichzeitig oder einzeln ansteuerbaren Verbraucher vorgesehen. Eine Druckleitung 31 zur Erfassung des Überdrucks P+ im geschlossenen System und eine Druckleitung 32 zur Erfassung des Unterdrucks P- im geschlossenen System führen zu den beiden anderen einzelnen Aufnehmern 11b und 11c des Mehrfachdrucksensors 11. Die Darstellung mit drei einzelnen Aufnehmern ist nur als beispielhafte Darstellung gedacht.
  • Der Mehrfachdrucksensor 11 ist in der Figur 2 in einem Längsschnitt näher dargestellt. Er weist ein gemeinsames Gehäuse 35 auf, das entsprechend der Anzahl der einzelnen Aufnehmer 11a bis 11c durch Trennwände 36 in Referenzkammern 37 unterteilt ist. Die Referenzkammern 37 sind von einer Membran 38 abgedeckt, die in einem Arbeitsgang auf die Öffnungen der Referenzkammern 37 aufgebracht werden kann. Auf die Membran 38 wirkt der jeweils zu bestimmende Druck, d. h. der Druck in den Verbrauchern bzw. P+ oder P- im geschlossenen System, gegen die in den Referenzkammern 37 herrschenden Referenzdrücke ein. Im Gehäuseboden 39 sind mit der Membran 38 in Wirkverbindung stehende Kontaktstifte 40 befestigt, deren elektrische Leitungen 41 durch den Gehäuseboden 39 hindurch zum Operationsverstärker 12 geführt werden. Entscheidend ist die Druckerfassung mit Hilfe eines Mehrfachsensors, wobei mehrere einzelne Aufnehmer in einem Bauteil platzsparend angeordnet sind. Ferner ist der Mehrfachdrucksensor montagefreundlich direkt auf der Leiterplatte 10 der Auswerteschaltung befestigt.

Claims (3)

  1. Pneumatische Steueranlage mit mindestens einer Druckmittelquelle (23), mehreren steuerbaren Wegeventilen (21), die das Druckmittel zu mehreren Verbrauchern steuern, und mit mehreren Druckaufnehmer (11a-11c), dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaufnehmer (11a-11c) als Teil eines Mehrfachdrucksensors in einem mehrere Druckmeßflächen (38) aufweisenden Bauteil (35) ausgebildet sind, und wobei das Bauteil (35) sich auf der Leiterplatte (10) einer Auswerteschaltung befindet.
  2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (35) mehrere Referenzdruckkammern (37) aufweist, die von als Druckmeßflächen dienenden Membranen (38) abgeschlossen sind.
  3. Steueranlage nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Operationsverstärker (12), einen Analog/Digital-Wandler (15) und einen Mikrocomputer (16) zur Steuerung der Wegeventile (21) und der Druckmittelquelle (23) aufweist.
EP91108072A 1990-06-23 1991-05-18 Pneumatische Steueranlage Expired - Lifetime EP0463353B1 (de)

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DE4020108A DE4020108A1 (de) 1990-06-23 1990-06-23 Pneumatische steueranlage

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EP0463353A1 EP0463353A1 (de) 1992-01-02
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