EP3359415A1 - Druckverteiler für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Druckverteiler für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP3359415A1
EP3359415A1 EP16777935.4A EP16777935A EP3359415A1 EP 3359415 A1 EP3359415 A1 EP 3359415A1 EP 16777935 A EP16777935 A EP 16777935A EP 3359415 A1 EP3359415 A1 EP 3359415A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
pressure distributor
valves
air
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16777935.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Beuschel
Gerhard Berghoff
Alexander Kerler
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.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP3359415A1 publication Critical patent/EP3359415A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90—Details or parts not otherwise provided for
    • B60N2/914—Hydro-pneumatic adjustments of the shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90—Details or parts not otherwise provided for
    • B60N2/976—Details or parts not otherwise provided for massaging systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/003—Housing formed from a plurality of the same valve elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • F16K31/0627—Lift valves with movable valve member positioned between seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/10—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid with additional mechanism between armature and closure member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0807—Manifolds
    • F15B13/0814—Monoblock manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0821—Attachment or sealing of modular units to each other

Definitions

  • Pressure distributor for a motor vehicle Pneumatic or hydraulic actuators in motor vehicles require a defined positive or negative pressure supply in order to bring or hold the actuator in a predetermined position.
  • pneumatic actuators are used for seat adjustment or volume and pressure adjustment in compressed air cushions, for example for individual seat formation or for the realization of massage functions in seats.
  • the corresponding working medium is generated from a common pressure generator with a defined pressure and provided via controllable valves corresponding to the desired position or function of the actuator or pressure released from the actuator.
  • an electrical circuit is provided which generates electrical control signals for the individual electrically controllable valves.
  • the pressure at the actuator or the pressure line is monitored for this and pressure regulation is realized.
  • the supply air duct is formed by juxtaposing a plurality of switching valve assemblies, wherein portions of the supply air duct in the interior of the switching ⁇ valve assemblies extend, which are connected by a plug connection to the supply air duct.
  • DE 10 2011 102 701 B4 shows an integrally formed in a valve housing flow channel. Since the flow channel is transverse to a plurality of terminals bladder and transverse to an axis of movement of the valves, the valve housing is composed of plastic, due to the large number of complex and expensive to manufacture under ⁇ different union deformation directions.
  • a pressure distributor for a motor vehicle, in particular for pneumatic actuators in seats.
  • a pressure generator and a plurality of pneumatic actuators can be connected.
  • Each actuator is associated with at least one electrically controllable valve which, via a respective outlet, forwards a pressure generated by the pressure generator to the actuator assigned to it.
  • the majority of the valves are supplied with compressed air via a respective inlet via a common supply air line from the pressure generator.
  • the common supply air line is connected as a separate component via a detachable connection with the plurality of valves.
  • Such a designed pressure distribution can be made in comparison to a pressure distribution with integral supply air with less effort.
  • the typically made of plastic pressure distributor can be produced with a smaller number of Entformungsraumen. This allows the
  • the common air supply line comprises a plurality of connection openings for connection to a respective valve inlet.
  • the connection openings lie on one or more sides of the supply air line in a respective line which runs or run parallel to a longitudinal axis of the supply air line.
  • a respective extension of the axial openings runs perpendicular to the line and the longitudinal axis of the supply air line.
  • the connection openings represent the outlets of the supply air line.
  • a supply air line designed in this way can be provided in a simple and cost-effective manner.
  • the valves provided in the pressure distributor can be arranged next to one another, so that a pressure distributor results with a low overall height. The width of the pressure distributor depends on the number of valves to be supplied by the common supply air line.
  • the common air supply line comprises connection openings on one or opposite sides.
  • the valves are connected on both sides of the common supply air line.
  • the width of the pressure distributor can be reduced by a maximum of half.
  • each of the valves comprises a connection piece for connection to the common supply air line, wherein a respective extension axis of the connection piece extends approximately parallel to a respective extension axis of the outlets. This can be done in one direction or in opposite directions, whereby the complexity of the manufacturing or
  • Mold removal tool can be reduced.
  • the pressure distributor can thereby be produced in a simpler and more cost-effective manner.
  • connecting pieces and the outlets are arranged on a housing side of the valve.
  • the connecting pieces and the outlets can be arranged on opposite sides of the housing of the valve. Both variants make it possible to remove the connecting pieces and the outlets of the valves in one direction or in opposite directions, whereby the manufacturability is simple.
  • the connecting pieces and the associated connection openings of the common supply air lines can, according to a further embodiment, be connected via a respective sealing ring, e.g. an O-ring to be sealed, which between a connecting piece and a collar, which surrounds the connection piece associated with the connection opening, be clamped.
  • a respective sealing ring e.g. an O-ring to be sealed
  • the common supply air line can be easily connected to a housing of the pressure distributor.
  • an inlet of the common air supply line can be provided with a grating filter.
  • the common supply air duct is tubular in a cross section perpendicular to the extension direction.
  • the part of the common supply air line which extends to the valves is designed as a tube from which the number of connection openings in the manner described above eludes.
  • the plurality of valves may be arranged in a common housing.
  • the plurality of valves may be individual valves, which are connected by a plug connection with each other and with the common supply air line.
  • the valves are pneumatic solenoid valves with an air chamber (valve chamber), at which the outlet, which opens into the nozzle inlet and at least one further air connection are provided, which over several Switching positions of the solenoid valve with the interposition of the air chamber can be interconnected.
  • the solenoid valve includes a magnet coil, a magnet coil on the at ⁇ parent yoke of soft magnetic material and a movable armature relative to the yoke, which are also formed of soft magnetic material.
  • the magnetic circuit ie, the solenoid, the yoke and the armature, is located entirely within the air chamber of the valve.
  • the armature with respect to the yoke is arranged such that it turns during energization of the magnetic coil by means of the magnetic force generated thereby around a single axis of rotation against a restoring force until the magnetic force of the return ⁇ repulsive force corresponds to, during the rotation of the armature the size of at least one overlap region between the yoke and anchor changed and in the at least one overlap region, an air gap between the yoke and anchor is formed.
  • the distance between yoke and armature formed by the air gap remains substantially constant in the direction of the rotation of the armature. This distance may remain constant, at least in regions, also in the direction perpendicular to the rotation of the armature, but may also vary in this direction if necessary.
  • Such a solenoid valve has the advantage that over the substantially constant air gap, a proportionally controllable valve is provided, so that there is no loud noise during operation of the valve.
  • the valve thus has low switching noise.
  • the arrangement of the entire magnetic circuit in the air chamber ensures that no further sealing planes are required, which otherwise reduce the magnetic field by additional air gaps.
  • efficient cooling of the magnetic coil is ensured by corresponding air flows in the air chamber.
  • the solenoid valve is designed such that, when the magnetic coil is energized, a constant (ie path-independent) magnetic force or a magnetic force that increases linearly over the path is formed.
  • a linearly increasing magnetic force can eg by a linear increase of the current Solenoid can be achieved during the switching operation of the valve.
  • the restoring force increases during the rotation of the armature, whereby it is achieved that the armature assumes a predetermined end position. It is ensured that the restoring force increases faster than a possibly linearly increasing magnetic force.
  • the return force ⁇ can be generated in the solenoid valve in various ways. In a preferred variant, a leaf spring is attached to the anchor for this purpose.
  • Fig. 1 is a sectional view of a pressure distributor according to a
  • Fig. 2 is a sectional plan view of the pressure distributor of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a sectional front view of the ge ⁇ shown in Figure 1 manifold pressure.
  • Fig. 4 is a plan view of a variant of an inventions ⁇ to the invention pressure distribution in a section.
  • FIG. 2 shows a top view of a pressure distributor according to the invention with two valves by way of example, wherein the indices "-1", "-2" (in general: "- n") are followed by the reference numerals to distinguish the component belonging to the respective solenoid valve For the sake of simplicity, such indices have been omitted in FIG.
  • the solenoid valve 110 includes an air chamber 1 having an outlet 111, an inlet 112 and an air outlet 4.
  • the top of the air chamber is covered airtight by a cover plate 14.
  • Above the cover plate 14 is a circuit board 16, which in turn is covered by a lid 15.
  • the outlet 111 of the air chamber 1 leads to the air bubble.
  • the filling of the air bubble takes place via a compressed air supply (not shown), which is connected to the inlet 112 and is connected to the air chamber 1.
  • a compressed air supply (not shown), which is connected to the inlet 112 and is connected to the air chamber 1.
  • the upper opening 4 is used, the 23 with the interposition of a damping element
  • Foam is connected to the environment.
  • the damping element reduces the external noise of the valve.
  • a solenoid 6 is arranged within the air chamber 1.
  • This coil comprises a winding 601 which is wound on a bobbin 7.
  • a U-shaped yoke 8 is disposed of soft magnetic material, wherein the lower leg of the U-shaped yoke extends through a cavity of the bobbin 7.
  • the upper leg of the yoke 8 passes by the winding 601 of the bobbin and extends through an opening in an upper extension of the bobbin. 7
  • the armature 9 shown in section, which consists of soft magnetic material and is rotated when energizing the coil 6 by magnetic force about a single axis of rotation A, as will be explained in more detail below.
  • the anchor openings are punched out.
  • the armature comprises an upper opening 20, an adjoining T-shaped opening 22 and a lower opening 21.
  • the openings 20 and 21 are designed square. The lower edge of the opening 21 abuts against the lower leg of the yoke 8, whereby a contact line between the yoke and armature is formed, which also represents the axis of rotation A of the armature 9 when the coil 6 is energized.
  • Attached to the armature 9 is a clip 10 from which projects a projection 11 on which an elastic sealing element 12 is located.
  • the sealing element 12 abuts against the opening 3, whereas the opening 4 is opened.
  • the bladder is vented by an air flow from the port 2 via the air chamber 1 to the opening 4th
  • the bobbin 7 comprises a guide nose 13, which prevents tilting of the axis of rotation A of the armature 9 in that the guide nose is guided in the opening 22.
  • a magnetic force is generated, which pulls the armature 9 toward the yoke 8.
  • the four edges of the upper square opening 20 overlap with the upper end of the yoke 8.
  • a corresponding overlap of three edges of the lower opening 21 increases with the lower end of the yoke 8.
  • the armature 9 In the end position of the armature 9 when energizing the coil the armature 9 is no longer tilted relative to the yoke 8, but extends in the vertical direction.
  • the air gap between the edges of the upper square opening 20 and the yoke 8 and the air gap between the edges of the lower square opening 21 and the yoke 8 in the direction of rotation of the armature regardless of the size of the overlap between the yoke and anchor in Essentially constant. It should be noted that there is no air gap along the lower edge of the opening 21, since there the yoke and the armature touch directly at a contact line. Along this line of contact runs the axis of rotation A of the armature, as already mentioned.
  • the size of the air gap along the edges of the opening is constant in the embodiment shown. However, this does not have to be so realized. Rather, it is decisive that the distance between armature 9 and yoke 8 formed by the air gaps remains constant in the direction of rotation of the armature, ie along respective lines running perpendicular to the plane of the sheet. Demge ⁇ geninate the size of the air gap along the circumference of the openings 20 and 21 may vary. In particular, for example, the left and right side of the air gap also run slightly diagonally downwards. This ensures that the armature is centered in the region of the axis of rotation A to the yoke. The size of the air gap at the other edges is about 0.2 mm.
  • the restoring force is always larger with increasing rotation of the armature when the coil is energized, until it is finally the same as the constant magnetic force, whereby the end position of the armature is achieved.
  • the energization of the coil leads to a rotation of the armature 9 about the axis of rotation A.
  • the sealing element 12 is sealingly against the upper opening 4, whereas the opening 114 of the air channel of the inlet 112 is now open.
  • the valve of FIGS. 1 to 3 thus constitutes a 3/2-way switching valve with three air connections and two
  • the opening 22 of the armature 9 has the shape of an upside-down letter T, wherein in the vertical bar of the letter T, the guide lug 13 engages, which prevents the lateral tilting of the armature 9.
  • the vertical bar of the letter T serves for the passage of an upper locking lug 10 a of the clip 10.
  • the above-mentioned leaf spring 19 is made of a metal sheet bent at four places 19a. At the upper end, the leaf spring has a T-shape. There, the attachment of the leaf spring on the bobbin 7. Within a central opening of the leaf spring is a projecting lobe with a recess. In the installed state of the leaf spring of the tab rests against the inner surface of the clip 10, wherein the locking lug 10a of the clip 10 has been pushed over the recess. In the clip 10 with the cloth inserted therein, the lower part of the armature 9 is used. The armature is thereby latched on the clip 10 via the latching lug 10a and the two lower latching lugs 10b.
  • the solenoid valve In the solenoid valve are the magnetic circuit of solenoid 6, yoke 8 and armature 9 in a common air chamber 1, ie within the pneumatically operated range of the valve. In this way, a cooling of the magnetic coil can be effected by the pneumatic air flow is guided along the winding, which is ensured by the arrangement of the air connection 2 and the air ports 3 and 4 at entge ⁇ gennewen ends of the air chamber 1.
  • the arrangement of the magnetic circuit within the air chamber also has the advantage that no further sealing levels are required, which otherwise reduce the magnetic efficiency by additional air gaps.
  • the air gaps in the overlapping region between armature and yoke are substantially constant in the direction of rotation of the armature, whereby a constant magnetic force is achieved with constant energization of the coil, which leads to a quiet switching operation of the valve.
  • the magnetic force can also increase slightly by linearly rising current to the coil ⁇ .
  • the increasing restoring force of the leaf spring ensures that a predetermined end position of the armature is achieved.
  • the leadership of the anchor by means of the guide lug 13 causes only one degree of freedom of movement of the armature, namely its rotation about the axis A, is possible.
  • Sealing member 12 is also a lever mechanism he ⁇ ranges, since the distance between the axis of rotation A and the upper end of the armature is greater than between the axis of rotation and the position of the sealing element 12. In this way, the force is amplified, with which the sealing element against the opening 4 presses. It is thus achieved a high force to seal the opening 4 at the same time low valve lift.
  • the valve 110 has, as a rotation axis A, a contacting line between the armature 9 and the yoke 8, which magnetically acts as a minimal air gap, whereby the power loss of the magnetic circuit is minimized.
  • the armature 9 of the magnetic circuit has corresponding punched holes for the passage of the ends of the yoke 9 and the guide nose 13 of the bobbin 7.
  • the gap between the armature and guide nose must be tolerated closer than the gap between the armature and yoke.
  • the yoke 8 only passes partially through the openings in the armature when the solenoid valve is de-energized, because if it passes completely, the overlapping surface of the air gap can not increase further, which would result in no more magnetic force being generated.
  • the elastic sealing surfaces of the sealing element 12, which serves to seal the openings 3 and 4 are mechanically guided by the tilting of the armature 9 so that they always come to rest at the same position on the associated openings. This improves the tightness, especially at low temperatures Tempe ⁇ .
  • the interior of the coil 6 (ie, the cavity of the bobbin 7) is not used in the solenoid valve 110 for air guidance, but only for receiving the soft magnetic yoke 8. This allows the coil to be built relatively small in diameter, which in turn increases the electrical efficiency ( shorter wire length or winding resistance, alternatively higher number of turns). It is additionally advantageous to build the coil as thin and long as possible for a given number of turns.
  • FIG. 1 As the cross-sectional view of Fig. 1 further shows, the outlet 111 and the inlet 112 of the valve 110 are arranged opposite ⁇ opposite sides. In this case, the extension axes of outlet 111 and inlet 112 extend parallel to one another. As is apparent from the top view of FIG. 2, the run
  • the inlet 112 has a connecting piece 113 which projects beyond the housing wall 25.
  • the connecting piece 113 is intended to be connected to a corresponding, associated outlet of a supply air line 120.
  • the supply air line 20 extends - starting from the cross-sectional view of FIG. 1 - perpendicular to the page plane. As illustrated in FIG.
  • the supply air line 120 thus extends transversely to a number of adjacent valves.
  • the valves 110 - 1, 110 - 2 are provided by way of example, which are also arranged merely by way of example in a common valve housing 24.
  • the structure of the valves 110-1, 110-2 is identical and corresponds to the construction described in connection with FIG.
  • the inlets 112 associated with connection openings 121 open into a channel 127 of the supply air line 120.
  • the supply air line 120 is closed at one end. At its other, opposite end, the supply air line 120 has an inlet 123.
  • Inlet 123 is connected to a fitting 126. Between the inclusion piece 126 and the inlet 123, a mesh filter 124 is arranged to prevent foreign matter from entering the inside of the air chamber 1 of the valves 110.
  • Pressure distributor 100 valves 110 has. In principle, it may be provided that the number of connection openings 121 and thus the length of the supply air line is adapted to the number of valves 110 arranged next to one another. If this is not the case, as shown in FIG. 2, the outlet openings that are not required, for example, must be closed with a blanking plug.
  • a respective seal 125-m between the outer wall of the connecting piece 113-n and the associated collar 122-m is pressed, whereby a seal is given.
  • a respective inlet 112-n and a respective outlet 111-n of a valve 110-n could also be arranged on the same side of the housing.
  • the inlet 112-n and the inlet 111-n are arranged offset relative to one another on the housing side such that, on the one hand, a connection of the supply air line 120 in the manner described and, on the other hand, a connection to a connection to the respective actuator can be realized.
  • 4 shows a variant of a pressure distributor according to the invention, in which a number of connection openings 121-m are provided on opposite sides of the supply air line 120.
  • three valves 110-1, 110-2 and 110-3 are each shown by way of example on the left side of the supply air line 120.
  • valves 110-4, 110-5 and 110-6 are also shown on the right side of the supply air line 120.
  • the valves 110-n are individual valves, ie valves which each have a valve housing which is separated from one another.
  • the valve housing of the individual valves 110-n can be mechanically connected to ⁇ each other. This can be realized for example by locking adjacent valves when providing corresponding locking elements.
  • a mechanical connection can also by a number of valves enclosing bracket and the like.
  • the pressure distributor 100 in this embodiment shown is assembled in a corresponding manner by the An ⁇ closing openings 121-m and the corresponding connecting piece 113-n, the valves 110-n are interconnected.
  • a pressure distributor realized in this way has different geometric dimensions compared with a pressure distributor, in which the same number of valves is arranged on one side of the supply air line 120. The function corresponds to each other.
  • valve housing (be it a common valve housing for a plurality of valves or the valve housing of a single valve) manages with a smaller number of demolding directions, so that the valve housing can be provided in a more cost-effective manner ,
  • provision of a common allows

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckverteiler (100) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen, wobei an den Druckverteiler ein Druckerzeuger sowie eine Mehrzahl pneumatischer Aktoren anschließbar ist, wobei jedem Aktor zumindest ein elektrisch steuerbares Ventil (110-n) zugeordnet ist, welches über einen jeweiligen Auslass (111-n) einen vom Druckerzeuger erzeugten Druck gesteuert an den ihm zugeordneten Aktor weiterleitet, wobei die Mehrzahl der Ventile (110-n) im Betrieb des Druckverteilers über einen jeweiligen Einlass (112-n) eine gemeinsame Zuluftleitung (120) von dem Druckerzeuger mit Druckluft versorgt sind. Die gemeinsame Zuluftleitung (120) ist als separates Bauteil über eine lösbare Verbindung mit der Mehrzahl an Ventilen (110-n) verbunden.

Description

Beschreibung
Druckverteiler für ein Kraftfahrzeug 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 Druck- luftkissen, 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 ent- sprechende Sensoren wird der Druck am Aktor bzw. der Druckleitung zu diesem überwacht und eine Druckregelung realisiert.
Die DE 10 2006 020 277 AI schlägt einen Druckverteiler vor, der aus einem Grundkörper besteht, an dem die Ventile und die Steuerschaltung befestigt werden. Die Ventile sind über eine gemeinsame Zuluftleitung mit einem Druckerzeuger gekoppelt. Nachtteilig sind der komplexe Aufbau des Druckverteilers und insbesondere die zur Abdichtung von Grenzflächen notwendigen Dichtmaßnahmen .
Die DE 10 2008 060 342 B3 offenbart eine anreihbare
3/3-Schaltventilanordnung mit gemeinsamen Wicklungs- und Düsenträger für zwei auf gegenüberliegenden Seiten eines
Zuluftkanals angeordneten Aktuatoren. Der Zuluftkanal wird durch Aneinanderreihung mehrerer Schaltventilanordnungen gebildet, wobei Teilabschnitte des Zuluftkanals im Inneren der Schalt¬ ventilanordnungen verlaufen, die durch eine Steckverbindung zu dem Zuluftkanal verbunden werden. Die DE 10 2011 102 701 B4 zeigt einen in einem Ventilgehäuse integral ausgebildeten Strömungskanal. Da der Strömungskanal quer zu einer Mehrzahl von Blasenanschlüssen sowie quer zu einer Bewegungsachse der Ventile verläuft, ist das aus Kunststoff bestehende Ventilgehäuse aufgrund der Vielzahl an unter¬ schiedlichen Entformungsrichtungen aufwändig und teuer herzustellen .
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckverteiler anzugeben, welcher einfacher und daher kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Druckverteiler gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es wird ein Druckverteiler für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen, vorgeschlagen. An den Druckverteiler ist ein Druckerzeuger sowie eine Mehrzahl pneumatischer Aktoren anschließbar. Jedem Aktor ist zumindest ein elektrisch steuerbares Ventil zugeordnet, welches über einen jeweiligen Auslass einen vom Druckerzeuger erzeugten Druck gesteuert an den ihm zugeordneten Aktor weiterleitet. Die Mehrzahl der Ventile ist im Betrieb des Druckverteilers über einen jeweiligen Einlass über eine gemeinsame Zuluftleitung von dem Druckerzeuger mit Druckluft versorgt. Erfindungsgemäß ist die gemeinsame Zuluftleitung als separates Bauteil über eine lösbare Verbindung mit der Mehrzahl an Ventilen verbunden.
Ein derart ausgestalteter Druckverteiler kann im Vergleich zu einem Druckverteiler mit integraler Zuluftleitung mit geringerem Aufwand hergestellt werden. Der typischerweise aus Kunststoff hergestellte Druckverteiler kann mit einer geringeren Anzahl an Entformungsrichtungen erzeugt werden. Dadurch kann der
Druckverteiler mit einem kostengünstigeren Werkzeug und damit im Ergebnis preiswerter hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der größeren Flexibilität bei der Herstellung im Hinblick auf die Anzahl der durch den Druckverteiler zu versorgenden Aktoren. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die gemeinsame Zuluftleitung eine Mehrzahl an Anschlussöffnungen zur Verbindung mit einem jeweiligen Ventileinlass . Die Anschlussöffnungen liegen auf einer oder mehreren Seiten der Zuluftleitung in einer jeweiligen Linie, welche parallel zu einer Längsachse der Zuluftleitung verläuft oder verlaufen. Eine jeweilige Er- streckung der Achsenöffnungen verläuft senkrecht zu der Linie und der Längsachse der Zuluftleitung . Die Anschlussöffnungen stellen die Auslässe der Zuluftleitung dar. Eine derart ausgestaltete Zuluftleitung lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise bereitstellen. Darüber hinaus können die in dem Druckverteiler vorgesehenen Ventile nebeneinander angeordnet werden, so dass sich ein Druckverteiler mit einer geringen Bauhöhe ergibt. Die Breite des Druckverteilers hängt von der Anzahl der durch die gemeinsame Zuluftleitung zu versorgenden Ventile ab.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die gemeinsame Zuluftleitung auf einer oder gegenüberliegenden Seiten Anschlussöffnungen umfasst. Mit der zuletzt genannten Alternative ist es möglich, die Ventile beidseitig der gemeinsamen Zuluftleitung anzuordnen. Hierdurch kann insbesondere die Breite des Druckverteilers um maximal die Hälfte reduziert werden. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst jedes der Ventile einen Anschlussstutzen zum Anschluss an die gemeinsame Zuluftleitung, wobei eine jeweilige Erstreckungsachse der Anschlussstutzen in etwa parallel zu einer jeweiligen Erstreckungsachse der Auslässe verläuft. Dadurch kann eine Entformung in einer Richtung bzw. in entgegengesetzte Richtungen erfolgen, wodurch die Komplexität des Herstell- bzw.
Entformungswerkzeugs reduziert werden kann. Der Druckverteiler lässt sich dadurch auf einfachere und kostengünstigere Weise erzeugen .
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Anschlussstutzen und die Auslässe an einer Gehäuseseite des Ventils angeordnet sind. Alternativ können die Anschlussstutzen und die Auslässe an gegenüberliegenden Gehäuseseiten des Ventils angeordnet sein. Beide Varianten erlauben es, die Anschlussstutzen und die Auslässe der Ventile in einer Richtung bzw. in entgegengesetzte Richtungen zu entformen, wodurch die Herstellbarkeit einfach ist .
Die Anschlussstutzen und die zugeordneten Anschlussöffnungen der gemeinsamen Zuluftleitungen können gemäß einer weiteren Ausgestaltung über einen jeweiligen Dichtring, z.B. einen O-Ring, abgedichtet sein, welcher zwischen einem Anschlussstutzen und einem Bund, der die dem Anschlussstutzen zugeordnete Anschlussöffnung umläuft, geklemmt sein. Dadurch kann die gemeinsame Zuluftleitung auf einfache Weise mit einem Gehäuse des Druckverteilers verbunden werden. Durch das Vorsehen eines jeweiligen Dichtrings ist sichergestellt, dass die Dichtheit zwischen dem Anschlussstutzen und der zugeordneten Anschlussöffnung dauerhaft gegeben ist.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann ein Einlass der gemeinsamen Zuluftleitung mit einem Gitterfilter versehen sein. Hierdurch werden Fremdkörper vom Eindringen in das Innere der Ventile abgehalten.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die gemeinsame Zuluftleitung in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung rohrförmig. Mit anderen Worten ist der sich zu den Ventilen erstreckende Teil der gemeinsamen Zuluftleitung als Rohr ausgebildet, von dem die Anzahl der Anschlussöffnungen in der oben beschriebenen Weise abgeht.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann die Mehrzahl an Ventilen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ kann die Mehrzahl an Ventilen Einzelventile sein, welche durch eine Steckverbindung miteinander und mit der gemeinsamen Zuluftleitung verbunden sind.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Ventile pneumatische Magnetventile mit einer Luftkammer (Ventilraum) , an der der Auslass, der in den Stutzen mündende Einlass und zumindest ein weiterer Luftanschluss vorgesehen sind, welche über mehrere Schaltstellungen des Magnetventils unter Zwischenschaltung der Luftkammer verschaltbar sind. Das Magnetventil umfasst in an sich bekannter Weise eine Magnetspule, ein an der Magnetspule an¬ geordnetes Joch aus weichmagnetischem Material sowie einen relativ zum Joch bewegbaren Anker, die ebenfalls aus weichmagnetischem Material gebildet sind. In dem Magnetventil ist der magnetische Kreis, d.h. die Magnetspule, das Joch und der Anker, vollkommen innerhalb der Luftkammer des Ventils angeordnet. Ferner ist der Anker in Bezug auf das Joch derart angeordnet, dass er sich bei Bestromung der Magnetspule mittels der hierdurch erzeugten Magnetkraft um eine einzelne Drehachse gegen eine Rückstellkraft solange dreht, bis die Magnetkraft der Rück¬ stellkraft entspricht, wobei sich bei der Drehung des Ankers die Größe zumindest eines Überlappungsbereichs zwischen Joch und Anker verändert und in dem zumindest einen Überlappungsbereich ein Luftspalt zwischen Joch und Anker ausgebildet ist. Der durch den Luftspalt gebildete Abstand zwischen Joch und Anker bleibt in Richtung der Drehung des Ankers im Wesentlichen konstant. Dieser Abstand kann zumindest bereichsweise auch in Richtung senkrecht zu der Drehung des Ankers konstant bleiben, kann jedoch auch in diese Richtung ggf. variieren.
Ein solches Magnetventil weist den Vorteil auf, dass über den im Wesentlichen konstanten Luftspalt ein proportional ansteuer- bares Ventil geschaffen wird, so dass es nicht zu einer lauten Geräuschentwicklung bei der Betätigung des Ventils kommt. Das Ventil weist somit geringe Schaltgeräusche auf. Darüber hinaus wird durch die Anordnung des gesamten Magnetkreises in der Luftkammer erreicht, dass keine weiteren Dichtebenen erfor- derlich sind, welche ansonsten durch zusätzliche Luftspalte den magnetischen Wirkungskreis verringern. Ferner wird eine effiziente Kühlung der Magnetspule durch entsprechende Luftströme in der Luftkammer sichergestellt. In einer Weiterbildung ist das Magnetventil derart ausgestaltet, dass sich bei Bestromung der Magnetspule eine konstante (d.h. wegunabhängige) Magnetkraft oder eine über den Weg linear ansteigende Magnetkraft ausbildet. Eine linear ansteigende Magnetkraft kann z.B. durch eine lineare Zunahme des Stroms der Magnetspule beim Schaltvorgang des Ventils erreicht werden. Gleichzeitig nimmt in dieser Ausführungsform die Rückstellkraft während der Drehung des Ankers zu, wodurch erreicht wird, dass der Anker eine vorbestimmte Endposition einnimmt. Es ist dabei sichergestellt, dass die Rückstellkraft schneller zunimmt als eine eventuell linear ansteigende Magnetkraft. Die Rück¬ stellkraft kann in dem Magnetventil auf verschiedene Weise erzeugt werden. In einer bevorzugten Variante ist hierfür eine Blattfeder am Anker angebracht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Druckverteilers gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht auf den Druckverteiler der Fig. 1 ; Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht des in Fig. 1 ge¬ zeigten Druckverteilers; und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Variante eines erfin¬ dungsgemäßen Druckverteilers in einem Schnitt.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines 3/2-Magnetventils beschrieben, das zum Befüllen und Entlüften einer elastischen Luftblase (nicht gezeigt) in einer Vorrichtung zur pneumatischen Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes eingesetzt wird. Der detaillierte Aufbau der in dem Druckverteiler 100 zum Einsatz kommenden Magnetventile wird anhand der Querschnittsdarstellungen in den Fig. 1 und 3 beschrieben, in der nur ein Ventil ersichtlich ist. In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Druckverteiler mit beispielhaft zwei Ventilen gezeigt, wobei zur Unterscheidung der zum jeweiligen Magnetventil gehörigen Komponente den Bezugszeichen die Indizes „-1", „-2" (allgemein: ,,-n") nachgestellt sind. Der Einfachheit halber wurde in Fig. 1 (und 3) auf solche Indizes verzichtet. Das Magnetventil 110 umfasst eine Luftkammer 1 mit einem Auslass 111, einem Einlass 112 und einem Luftauslass 4. Die Oberseite der Luftkammer ist durch eine Abdeckplatte 14 luftdicht abgedeckt. Oberhalb der Abdeckplatte 14 befindet sich eine Leiterplatte 16, die wiederum mittels eines Deckels 15 abgedeckt ist.
Der Auslass 111 der Luftkammer 1 führt hin zu der Luftblase. Die Befüllung der Luftblase erfolgt über eine Druckluftzufuhr (nicht gezeigt) , die an dem Einlass 112 angeschlossen ist und mit der Luftkammer 1 verbunden ist. Zum Entlüften bzw. Ablassen von Druckluft aus der Luftblase wird die obere Öffnung 4 genutzt, die unter Zwischenschaltung eines Dämpfungselements 23 aus
Schaumstoff mit der Umgebung verbunden ist. Durch das Dämp- fungselement werden die nach außen dringenden Geräusche des Ventils vermindert.
Innerhalb der Luftkammer 1 ist eine Magnetspule 6 angeordnet. Diese Spule umfasst eine Wicklung 601, die auf einem Spulenkörper 7 aufgewickelt ist. Ferner ist in der Luftkammer ein U-förmiges Joch 8 aus weichmagnetischem Material angeordnet, wobei sich der untere Schenkel des U-förmigen Jochs durch einen Hohlraum des Spulenkörpers 7 erstreckt. Der obere Schenkel des Jochs 8 läuft an der Wicklung 601 des Spulenkörpers vorbei und erstreckt sich durch eine Öffnung in einem oberen Fortsatz des Spulenkörpers 7.
Innerhalb der Luftkammer 1 befindet sich ferner der im Schnitt gezeigte Anker 9, der aus weichmagnetischem Material besteht und bei Bestromung der Spule 6 mittels Magnetkraft um eine einzelne Drehachse A verdreht wird, wie weiter unten noch näher erläutert wird. In dem Anker sind Öffnungen ausgestanzt. Insbesondere umfasst der Anker eine obere Öffnung 20, eine daran anschließende T-förmige Öffnung 22 sowie eine untere Öffnung 21. Die Öffnungen 20 und 21 sind quadratisch ausgestaltet. Die untere Kante der Öffnung 21 liegt an dem unteren Schenkel des Jochs 8 an, wodurch eine Berührungslinie zwischen Joch und Anker gebildet wird, die auch die Drehachse A des Ankers 9 bei Bestromung der Spule 6 darstellt . An dem Anker 9 ist ein Clip 10 befestigt, aus dem ein Vorsprung 11 hervorsteht, auf dem sich ein elastisches Dichtelement 12 befindet. In dem in Fig. 1 gezeigten nicht-bestromten Zustand der Spule liegt das Dichtelement 12 an der Öffnung 3 an, wohingegen die Öffnung 4 geöffnet ist. In dieser Schaltstellung des Ventils erfolgt eine Entlüftung der Blase durch einen Luftstrom von dem Anschluss 2 über die Luftkammer 1 hin zu der Öffnung 4.
Der Spulenkörper 7 umfasst eine Führungsnase 13, welche ein Verkippen der Drehachse A des Ankers 9 dadurch verhindert, dass die Führungsnase in der Öffnung 22 geführt ist. Bei der Bestromung der Spule 6 wird eine Magnetkraft erzeugt, welche den Anker 9 hin zum Joch 8 zieht. Dabei überlappen die vier Kanten der oberen quadratischen Öffnung 20 mit dem oberen Ende des Jochs 8. Ebenso vergrößert sich eine entsprechende Überlappung von drei Kanten der unteren Öffnung 21 mit dem unteren Ende des Jochs 8. In der Endposition des Ankers 9 bei Bestromung der Spule ist der Anker 9 nicht mehr gegenüber dem Joch 8 verkippt, sondern erstreckt sich in vertikaler Richtung.
In der Magnetspule bleibt der Luftspalt zwischen den Kanten der oberen quadratischen Öffnung 20 und dem Joch 8 sowie der Luftspalt zwischen den Kanten der unteren quadratischen Öffnung 21 und dem Joch 8 in Richtung der Drehung des Ankers unabhängig von der Größe der Überlappung zwischen Joch und Anker im Wesentlichen konstant . Zu beachten ist, dass entlang der unteren Kante der Öffnung 21 kein Luftspalt existiert, da sich dort das Joch und der Anker direkt an einer Berührungslinie berühren. Entlang dieser Berührungslinie verläuft die Drehachse A des Ankers, wie bereits eingangs erwähnt wurde.
Die Größe des Luftspalts entlang der Kanten der Öffnung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel konstant. Dies muss jedoch nicht so realisiert sein. Entscheidend ist vielmehr, dass der durch die Luftspalte gebildete Abstand zwischen Anker 9 und Joch 8 in Drehrichtung des Ankers, d.h. entlang jeweiliger senkrecht zur Blattebene verlaufenden Linien, konstant bleibt. Demge¬ genüber kann die Größe des Luftspalts entlang des Umfangs der Öffnungen 20 und 21 ggf. variieren. Insbesondere können z.B. die linke und rechte Seite des Luftspalts auch leicht schräg nach unten verlaufen. Dadurch wird erreicht, dass der Anker im Bereich der Drehachse A zum Joch zentriert ist. Die Größe des Luftspalts an den übrigen Kanten liegt etwa bei 0,2 mm.
Durch den im Wesentlichen konstanten Luftspalt in Richtung der Drehung des Ankers 9 wird erreicht, dass die auf den Anker wirkende magnetische Kraft nur noch vom Strom und nicht davon abhängt, wie stark sich der Anker dem Joch genähert hat. Im Gegensatz zu herkömmlichen Magnetventilen, bei denen sich der Luftspalt mit zunehmender Verschiebung des Ankers verkleinert und hierdurch die Magnetkraft zunimmt, wird mit dem Magnetventil ein Proportionalventil geschaffen, dessen Magnetkraft bei konstanter Bestromung der Spule konstant ist. In dem Magnetventil 110 ist dabei ferner eine Blattfeder 19 vorgesehen, welche entgegengesetzt zur Magnetkraft wirkt und somit eine Rück¬ stellkraft erzeugt (siehe Fig. 1 und 3) . Die Blattfeder ist im oberen Bereich am Spulenkörper 7 und im unteren Bereich an dem Anker 9 sowie dem Clip 10 befestigt. Die Rückstellkraft wird mit zunehmender Verdrehung des Ankers bei Bestromung der Spule immer größer, bis sie schließlich genauso groß wie die konstante Magnetkraft ist, wodurch die Endposition des Ankers erreicht wird . Die Bestromung der Spule führt zu einer Verdrehung des Ankers 9 um die Drehachse A. In der in Fig. 2 gezeigten Endposition liegt dann das Dichtelement 12 dichtend an der oberen Öffnung 4 an, wohingegen die Öffnung 114 des Luftkanals des Einlasses 112 nunmehr geöffnet ist. In dieser Schaltstellung wird von einer Druckluftzufuhr stammende Druckluft über den Einlass 112, die Kammer 1 und den Auslass 111 hin zu der Luftblase zu deren Befüllung geführt. Das Ventil der Fig. 1 bis Fig. 3 stellt somit ein 3/2-Schaltventil mit drei Luftanschlüssen und zwei
Schaltstellungen dar.
Die Bestromung der Wicklung 601 der Spule 6 erfolgt über elektrische Pins 17, die sich durch eine Öffnung der Abdeckplatte 14 erstrecken und mit einem entsprechenden elektrischen Kontakt der Platine 16 verbunden sind. Die Öffnung in der Abdeckplatte ist dabei abgedichtet, z.B. mittels Verklebung, Einpressen oder Einspritzen. Es tritt somit über diese Öffnung keine Luft aus der druckbeaufschlagten Luftkammer 1 aus. Aus Fig. 1 ist ferner ein Gitterfilter 18 ersichtlich, der das Eindringen von Partikeln aus der elastischen Luftblase in die Luftkammer 1 vermeidet.
Die Öffnung 22 des Ankers 9 hat die Gestalt eines auf dem Kopf stehenden Buchstabens T, wobei in dem vertikalen Balken des Buchstabens T die Führungsnase 13 eingreift, welche das seitliche Verkippen des Ankers 9 verhindert. Demgegenüber dient der vertikale Balken des Buchstabens T zum Durchtritt einer oberen Rastnase 10a des Clips 10.
Die oben erwähnte Blattfeder 19 besteht aus einem Metallblech, das an vier Stellen 19a geknickt ist. Am oberen Ende weist die Blattfeder eine T-Form auf. Dort erfolgt die Befestigung der Blattfeder am Spulenkörper 7. Innerhalb einer mittleren Öffnung der Blattfeder befindet sich ein vorstehender Lappen mit einer Aussparung. Im eingebauten Zustand der Blattfeder liegt der Lappen an der Innenfläche des Clips 10 an, wobei die Rastnase 10a des Clips 10 über die Aussparung geschoben wurde. In den Clip 10 mit dem darin eingesetzten Lappen wird der untere Teil des Ankers 9 eingesetzt. Der Anker wird dabei über die Rastnase 10a sowie die beiden unteren Rastnasen 10b am Clip 10 verrastet. Über eine Verbiegung des Lappens gegenüber dem Rest der Blattfeder 19 wird eine entsprechende Rückstellkraft erzeugt. Diese wird bei größerer Verdrehung des Ankers bei Bestromung der Spule umso größer, bis schließlich die Endposition erreicht ist, bei der die erzeugte Magnetkraft der Rückstellkraft der Blattfeder ent- spricht.
Mittels der Blattfeder 19 wird im eingebauten Zustand zum einen eine Kraft erzeugt, die den Anker 9 nach oben sowie in Richtung zur Magnetspule zieht, um die Drehachse A des Ankers 9 zu fixieren. Zum anderen erzeugt die Verformung der Blattfeder auf der Höhe der Drehachse A ein Drehmoment, welches den Anker von der Spule 6 wegkippt und gleichzeitig das Dichtelement 12 auf die untere Öffnung 3 des Luftkanals 5 drückt. Dieses Drehmoment wird durch die Verrastung der Blattfeder an dem oberen Ende des Spulenträgers 7 abgefangen.
Im Folgenden werden nochmals die wesentlichen Bestandteile des Magnetventils aus den vorangegangenen Figuren und deren technische Effekte erläutert. In dem Magnetventil befinden sich der Magnetkreis aus Magnetspule 6, Joch 8 und Anker 9 in einer gemeinsamen Luftkammer 1, d.h. innerhalb des pneumatisch betriebenen Bereichs des Ventils. Auf diese Weise kann eine Kühlung der Magnetspule bewirkt werden, indem der pneumatische Luftstrom entlang der Wicklung geführt wird, was durch die Anordnung des Luftanschlusses 2 sowie der Luftanschlüsse 3 und 4 an entge¬ gengesetzten Enden der Luftkammer 1 sichergestellt ist. Die Anordnung des Magnetkreises innerhalb der Luftkammer hat ferner den Vorteil, dass keine weiteren Dichtebenen erforderlich sind, welche ansonsten durch zusätzliche Luftspalte den magnetischen Wirkungsgrad verringern.
Die Luftspalte im überlappenden Bereich zwischen Anker und Joch sind in Drehrichtung des Ankers im Wesentlichen konstant, wodurch bei konstanter Bestromung der Spule eine konstante Magnetkraft erreicht wird, die zu einem leisen Schaltvorgang des Ventils führt. Gegebenenfalls kann die Magnetkraft durch linear an¬ steigende Bestromung der Spule auch leicht ansteigen. Die zunehmende Rückstellkraft der Blattfeder stellt dabei sicher, dass eine vorgegebene Endposition des Ankers erreicht wird. Die Führung des Ankers mittels der Führungsnase 13 bewirkt, dass nur ein Freiheitsgrad der Bewegung des Ankers, nämlich dessen Verdrehung um die Achse A, möglich ist. Durch die Anordnung des Ankers mit darauf befestigtem Clip 10 und entsprechendem
Dichtelement 12 wird darüber hinaus ein Hebelmechanismus er¬ reicht, da der Abstand zwischen Drehachse A und oberem Ende des Ankers größer ist als zwischen der Drehachse und der Position des Dichtelements 12. Auf diese Weise wird die Kraft verstärkt, mit der das Dichtelement gegen die Öffnung 4 drückt. Es wird somit eine hohe Kraft zur Abdichtung der Öffnung 4 bei gleichzeitig niedrigem Ventilhub erreicht. Das Ventil 110 weist als Drehachse A eine sich berührende Linie zwischen Anker 9 und Joch 8 auf, die magnetisch als minimaler Luftspalt wirkt, wodurch die Verlustleistung des magnetischen Kreises minimiert wird. Der Anker 9 des Magnetkreises weist entsprechende Ausstanzungen zum Durchtritt der Enden des Jochs 9 sowie der Führungsnase 13 des Spulenkörpers 7 auf. Der Spalt zwischen Anker und Führungsnase muss dabei enger toleriert sein als der Spalt zwischen Anker und Joch. Das Joch 8 tritt bei unbestromtem Magnetventil nur teilweise durch die Öffnungen im Anker hindurch, denn bei vollständigem Durchtritt kann sich die überlappende Fläche des Luftspalts nicht weiter vergrößern, was zur Folge hätte, dass keine magnetische Kraft mehr erzeugt würde.
Die elastischen Dichtflächen des Dichtelements 12, das zur Abdichtung der Öffnungen 3 und 4 dient, werden durch das Kippen des Ankers 9 mechanisch so geführt, dass sie stets an der gleichen Position auf den zugehörigen Öffnungen zu liegen kommen. Dies verbessert die Dichtigkeit insbesondere bei niedrigen Tempe¬ raturen .
Das Innere der Spule 6 (d.h. der Hohlraum des Spulenkörpers 7) wird in dem Magnetventil 110 nicht zur Luftführung verwendet, sondern ausschließlich zur Aufnahme des weichmagnetischen Jochs 8. Dadurch kann die Spule im Durchmesser vergleichsweise klein gebaut werden, was wiederum den elektrischen Wirkungsgrad erhöht (geringere Drahtlänge bzw. Wicklungswiderstand, alternativ höhere Windungszahl) . Es ist dabei zusätzlich von Vorteil, die Spule bei gegebener Windungszahl möglichst dünn und lang zu bauen .
Wie die Querschnittsdarstellung der Fig. 1 weiter zeigt, sind der Auslass 111 und der Einlass 112 des Ventils 110 an gegen¬ überliegenden Seiten angeordnet. Dabei verlaufen die Erstreckungsachsen von Auslass 111 und Einlass 112 parallel zueinander. Wie aus der Draufsicht der Fig. 2 hervorgeht, verlaufen die
Erstreckungsachsen des Auslasses 111 und des dem gleichen Ventil zugeordneten Einlasses 112 sogar in einer Linie, was jedoch nicht zwingend ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Entformung des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses vereinfacht, da hierzu lediglich vier gegenüberliegende Entformungsrichtungen benötigt werden. Dadurch kann das Gehäuse 24 mit einem einfachen Werkzeug hergestellt werden. Wie aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 1 sowie der geschnittenen Draufsicht in Fig. 2 hervorgeht, weist der Einlass 112 einen Anschlussstutzen 113 auf, der über die Gehäusewandung 25 hinausragt. Der Anschlussstutzen 113 ist dazu vorgesehen, mit einem entsprechenden, zugeordneten Auslass einer Zuluftleitung 120 verbunden zu werden. Die Zuluftleitung 20 erstreckt sich - ausgehend von der Querschnittsdarstellung der Fig. 1 - senkrecht in die Blattebene hinein. Wie Fig. 2 veranschaulicht, verläuft die Zuluftleitung 120 somit quer zu einer Anzahl an benachbarten Ventilen. In der Variante gemäß Fig. 2 sind lediglich bei- spielhaft zwei nebeneinander angeordnete Ventil 110-1, 110-2 vorgesehen, welche ebenfalls lediglich beispielhaft in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 24 angeordnet sind. Wie eingangs bereits erwähnt, ist der Aufbau der Ventile 110-1, 110-2 identisch und entspricht dem in Verbindung mit Fig. 1 be- schriebenen Aufbau.
Den Einlässen 112 zugeordnete Anschlussöffnungen 121 münden in einen Kanal 127 der Zuluftleitung 120. Die Zuluftleitung 120 ist an einem Ende geschlossen. An ihrem anderen, gegenüberliegenden Ende weist die Zuluftleitung 120 einen Einlass 123 auf. Der
Einlass 123 ist mit einem Anschlussstück 126 verbunden. Zwischen das Einschlussstück 126 und den Einlass 123 ist ein Gitterfilter 124 angeordnet, um zu verhindern, dass Fremdkörper in das Innere der Luftkammer 1 der Ventile 110 gelangen.
Lediglich zur Illustration weist die Zuluftleitung 120 in der Darstellung gemäß Fig. 2 eine größere Anzahl an Anschluss¬ öffnungen 121-x (wobei x größer als 2 ist) auf als der
Druckverteiler 100 Ventile 110 aufweist. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Anschlussöffnungen 121 und damit die Länge der Zuluftleitung an die Anzahl der nebeneinander angeordneten Ventile 110 angepasst ist. Sofern dies, wie in Fig. 2 gezeigt, nicht der Fall ist, müssen die nicht benötigten Auslassöffnungen z.B. mit einem Blindstopfen verschlossen werden . Die Anschlussöffnungen 121-m (wobei m = 1 bis x ist) umfassen einen Bund 122-m. Im inneren des Bundes 122-m ist eine jeweilige Dichtung 125-m eingelegt. Bei der Dichtung 125-m handelt es sich beispielsweise um einen O-Ring.
Zur Herstellung eines betriebsfertigen Druckverteilers wird die in Fig. 2 gezeigte Zuluftleitung 120 quer zu ihrer Erstre- ckungsrichtung, d.h. in der Zeichenebene in waagerechter Richtung von rechts nach links auf die Anschlussstutzen 113-n (wobei im Ausführungsbeispiel n = 2 ) aufgesteckt. Dabei wird eine jeweilige Dichtung 125-m zwischen der Außenwandung der Anschlussstutzen 113-n und dem zugeordneten Bund 122-m verpresst, wodurch eine Dichtung gegeben ist.
In einer Abwandlung könnten ein jeweiliger Einlass 112-n und ein jeweiliger Auslass 111-n eines Ventils 110-n auch auf der gleichen Gehäuseseite angeordnet sein. Dazu würden der Einlass 112-n und der Einlass 111-n derart zueinander versetzt an der Gehäuseseite angeordnet, dass einerseits eine Verbindung der Zuluftleitung 120 in der beschriebenen Weise und andererseits ein Anschluss an eine Verbindung zu dem jeweiligen Aktor realisierbar ist . Fig. 4 zeigt eine Variante eines erfindungsgemäßen Druckverteilers, bei der auf gegenüberliegenden Seiten der Zuluftleitung 120 eine Anzahl an Anschlussöffnungen 121-m vorgesehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils beispielhaft auf der linken Seite der Zuluftleitung 120 drei Ventile 110-1, 110-2 und 110-3 dargestellt. In entsprechender Weise auf der rechten Seite der Zuluftleitung 120 ebenfalls drei Ventile 110-4, 110-5 und 110-6 dargestellt. Im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Ventilen 110-n um Einzelventile, d.h. Ventile, welche jeweils über ein voneinander getrenntes Ventilgehäuse aufweisen. Die Ventilgehäuse der Einzelventile 110-n können mechanisch mit¬ einander verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch eine Verrastung benachbarter Ventile beim Vorsehen entsprechender Rastelemente realisiert werden. Eine mechanische Verbindung kann auch durch eine die Anzahl an Ventilen umschließende Klammer und dergleichen erfolgen.
Der Druckverteiler 100 in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel wird in entsprechender Weise assembliert, indem die An¬ schlussöffnungen 121-m und die korrespondierenden Anschlussstutzen 113-n die Ventile 110-n miteinander verbunden werden. Ein derart realisierter Druckverteiler weist andere geometrische Abmaße auf im Vergleich zu einem Druckverteiler, bei dem die gleiche Anzahl an Ventilen auf einer Seite der Zuluftleitung 120 angeordnet ist. Die Funktion entspricht einander.
Der Vorteil der als separates Bauteil vorgesehenen gemeinsamen Zuluftleitung besteht darin, dass die Ventilgehäuse (sei es ein gemeinsames Ventilgehäuse für eine Mehrzahl an Ventilen oder das Ventilgehäuse eines einzelnen Ventils) mit einer geringeren Anzahl an Entformungsrichtungen auskommt, so dass das Ventilgehäuse auf kostengünstigere Weise bereitstellbar ist. Darüber hinaus erlaubt das Vorsehen einer gemeinsamen
Zuluftleitung als separates Bauteil unterschiedlicher Konfigurationen der geometrischen Anordnung der Ventile, so dass gemäß den vorherrschenden Platzverhältnissen ein entsprechend optimierter Druckverteiler bereitgestellt werden kann.
Bezugs zeichenliste
I Luftkammer
4 Luftanschluss
6 Magnetspule
601 Wicklung der Magnetspule
7 Spulenkörper der Magnetspule
8 Joch
9 Anker
10 Clip
10a, 10b Rastnasen des Clips
II Vorsprung des Clips
12 Dichtelement
13 Führungsnase des Spulenkörpers 14 Abdeckplatte
15 Deckel
16 Platine
17 Pin
18 Gitterfilter
19 Blattfeder
20, 21, 22 Öffnungen im Anker
23 Dämpfungselement
24 Gehäuse
25 Gehäusewandung
A Drehachse
100 Druckverteiler
110-n Ventil
111-n Auslass
112-n Einlass
113-n Anschlussstutzen
114 Öffnung
120 Zuluftleitung
121-m Anschlussöffnung
122-m Bund
123 Einlass der Zuluftleitung
124 Gitterfilter
125-m Dichtung
126 Anschlussstück
127 Kanal

Claims

Patentansprüche
1. Druckverteiler (100) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für pneumatische Aktoren in Sitzen, wobei an den Druckverteiler ein Druckerzeuger sowie eine Mehrzahl pneumatischer Aktoren anschließbar ist, wobei jedem Aktor zumindest ein elektrisch steuerbares Ventil (110-n) zugeordnet ist, welches über einen jeweiligen Auslass (111-n) einen vom Druckerzeuger erzeugten Druck gesteuert an den ihm zugeordneten Aktor weiterleitet, wobei die Mehrzahl der Ventile (110-n) im Betrieb des Druckverteilers über einen jeweiligen Einlass (112-n) über eine gemeinsame Zuluftleitung (120) von dem Druckerzeuger mit Druckluft versorgt ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die gemeinsame Zuluftleitung (120) als separates Bauteil über eine lösbare Verbindung mit der Mehrzahl an Ventilen (110-n) verbunden ist.
2. Druckverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Zuluftleitung (120) eine Mehrzahl an Anschlussöffnungen (121-m) zur Verbindung mit einem jeweiligen Einlass (112-n) umfasst, wobei die Anschlussöffnungen (121-m) auf einer oder mehreren Seiten der Zuluftleitung (120) in einer jeweiligen Linie liegen, welche parallel zu einer Längsachse der Zuluftleitung (120) verläuft oder verlaufen, wobei eine je¬ weilige Erstreckungsachse der Öffnungen senkrecht zu der Linie und der Längsachse der Zuluftleitung (120) verläuft.
3. Druckverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Zuluftleitung (120) auf einer oder auf gegenüberliegenden Seiten Anschlussöffnungen (121-m) umfasst.
4. Druckverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Ventile (110-n) einen Anschlussstutzen zum Anschluss an die gemeinsame Zuluftleitung (120) umfasst, wobei eine jeweilige Erstreckungsachse der Anschlussstutzen in etwa parallel zu einer jeweiligen Erstreckungsachse der Auslässe (111-n) verläuft.
5. Druckverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen und die Auslässe (111-n) an einer
Gehäuseseite des Ventils (110-n) angeordnet sind.
6. Druckverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen und die Auslässe (111-n) an gegenüberliegenden Gehäuseseiten des Ventils (110-n) angeordnet sind.
7. Druckverteiler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen und die zugeordneten
Anschlussöffnungen (121-m) der gemeinsamen Zuluftleitung (120) über einen jeweiligen Dichtring abgedichtet sind, welcher zwischen einem Anschlussstutzen und einem, die zugeordnete Anschlussöffnung (121-m) umlaufenden Bund geklemmt ist.
8. Druckverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass (123) der gemeinsamen Zuluftleitung (120) mit einem Gitterfilter versehen ist.
9. Druckverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Zuluftleitung (120) in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung rohrförmig ist.
10. Druckverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Ventilen (110-n) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.
11. Druckverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Ventilen (110-n) Einzelventile sind, welche durch eine Steckverbindung miteinander und mit der gemeinsamen Zuluftleitung (120) verbunden sind.
12. Druckverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (110-n) Magnetventile mit einer Luftkammer (1) sind, an der der Auslass (111-n), ein in den Stutzen mündender Einlass (112-n) und zumindest ein weiterer Luftanschluss vorgesehen sind, welche über mehrere Schaltstellungen des Magnetventils unter Zwischenschaltung der Luftkammer (1) verschaltbar sind, wobei das Magnetventil eine Magnetspule (6), ein an der Magnetspule (6) angeordnetes Joch (8) aus weichmagnetischem Material und einen relativ zum Joch (8) bewegbaren Anker (9) aus weichmagnetischem Material umfasst, wobei
die Magnetspule (6), das Joch (8) und der Anker (9) innerhalb der Luftkammer (1) angeordnet sind;
der Anker (9) in Bezug auf das Joch (8) derart angeordnet ist, dass er sich bei Bestromung der Magnetspule (6) mittels der hierdurch erzeugten Magnetkraft um eine einzelne Drehachse (A) gegen eine Rückstellkraft solange dreht, bis die Magnetkraft der Rückstellkraft entspricht, wobei sich bei der Drehung des Ankers (9) die Größe zumindest eines Überlappungsbereichs zwischen Joch
(8) und Anker (9) verändert und in dem zumindest einen Über- lappungsbereich ein Luftspalt (L, L') zwischen Joch (8) und Anker
(9) ausgebildet ist, wobei der durch den Luftspalt (L, L') gebildete Abstand zwischen Joch (8) und Anker (9) in Richtung der Drehung des Ankers (9) im Wesentlichen konstant bleibt.
13. Druckverteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil derart ausgestaltet ist, dass sich über die Bestromung der Magnetspule (6) eine konstante Magnetkraft oder eine linear ansteigende Magnetkraft ausbildet und die Rück¬ stellkraft während der Drehung des Ankers (9) zunimmt.
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