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Patent Searching and Data


Title:
PRESSURE DISTRIBUTOR FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/060079
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure distributor (100) for a motor vehicle, in particular for pneumatic actuators in seats, wherein a pressure generator and a plurality of pneumatic actuators can be connected to the pressure distributor, wherein each actuator is assigned at least one electrically controllable valve (110-n) which forwards a pressure which is generated by the pressure generator in a targeted manner via a respective outlet (111-n) to the actuator which is assigned to it, wherein the plurality of valves (110-n) are supplied with compressed air by the pressure generator during operation of the pressure distributor via a respective inlet (112-n) of a common air inlet line (120). The common air inlet line (120) is connected as a separate component via a releasable connection to the plurality of valves (110-n).

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Inventors:
BEUSCHEL MICHAEL (DE)
BERGHOFF GERHARD (DE)
KERLER ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/072353
Publication Date:
April 13, 2017
Filing Date:
September 21, 2016
Export Citation:
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Assignee:
CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH (DE)
International Classes:
B60N2/90; F15B13/08; F16K11/00; F16K27/00
Domestic Patent References:
WO2014135909A12014-09-12
Foreign References:
DE202014006875U12014-12-02
EP2461046A12012-06-06
DE102013220561A12015-04-16
DE102006020277A12007-10-31
DE102008060342B32010-07-15
DE102011102701B42013-10-17
Attorney, Agent or Firm:
BONN, Roman (DE)
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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.

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