Die Erfindung betrifft ein Ventilsystem mit zumindest zwei Druckluftventilen für ein mittels Druckluft beaufschlagbares/aufblasbares Objekt mit zumindest zwei von einander unabhängigen Luftkammern, insbesondere eine Matratze, wobei jeder Luftkammer zumindest ein Druckluftventil zuordenbar ist, wobei das zumindest eine Druckluftventil auf einer ersten Oberfläche einer Leiterplatte angeordnet ist, und wobei eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche der Leiterplatte als Dichtfläche für zumindest einen Druckluftzulauf eingerichtet ist, sowie deren Verwendung zur Steuerung des Drucks innerhalb zumindest einer Luftkammer einer Messmatratze.

Für die Anpassung einer Schlafmatratze aus Schaumstoff an individuelle Bedürf nisse, insbesondere die Auswahl der verschiedenen Bereiche mit unterschiedlichen Schaumstoffhärten, werden Messmatratzen eingesetzt, wie sie beispielsweise in der EP 2 490 575 Bl beschrieben sind. Diese Messmatratzen verfügen über ein zeln ansteuerbare Luftkammern, die mit unterschiedlichem Luftdruck beaufschlagt werden können, um auf diese Weise die unterschiedlichen Schaumstoffhärten in diesen Bereichen zu simulieren. Für die Steuerung der einzelnen Drücke in den jeweiligen Luftkammern kommen unterschiedlichste Ventilsysteme zum Einsatz.

In der EP 3 449 774 Al wird ein Ventilsystem der eingangs erwähnten Art be schrieben, wobei zwischen zwei Leiterplatten eine Luftkammer ausgebildet wird, die mit der Messmatratze in Verbindung steht, und wobei zumindest ein Druckluft ventil vorgesehen ist, das den Druck in dieser Luftkammer zwischen den beiden Leiterplatten steuert. Weitere Ventilsysteme sind beispielsweise in der US 5,904,172 A oder der US 2011/0095216 Al beschrieben.

Dem Stand der Technik beschriebenen Ventilsysteme sind großteils aufwendig auf gebaut und/oder erfordern speziell gefertigte Bestandteile und Ventile, um für den Einsatz in Verbindung mit Messmatratzen geeignet zu sein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ventilsystem bereitzustellen, das auf ein fache Weise zu fertigen ist und im Wesentlichen mit Standardkomponenten rasch und unkompliziert aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventilsystem der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass ein im Wesentlichen plattenförmiges Verteilungselement mit einer ersten Oberfläche vorgesehen ist, wobei ein Anschlusselement für die Zufuhr von Druckluft an dem Verteilungselement vorgesehen ist, das mit dem zumindest einen Druckluftzulauf in fluider Verbindung steht, wobei der zumindest eine Druck luftzulauf an der ersten Oberfläche des Verteilungselements angeordnet ist, wobei der zumindest eine Druckluftzulauf über zumindest eine Zufuhröffnung in der Lei terplatte mit dem zumindest einen Druckluftventil in fluider Verbindung steht, wobei zumindest eine Abgangsöffnung in der Leiterplatte vorgesehen ist, und wobei die zumindest eine Abgangsöffnung das zumindest eine Druckluftventil mit zumindest einem innerhalb des Verteilungselements angeordneten Abgangskanal fluiddicht verbindet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckluftventile zur Steuerung der ein zelnen Luftkammern an der Messmatratze oder eines anderen aufblasbaren Ob jekts mit mehreren Luftkammern auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Das er findungsgemäße Verteilungselement verfügt über einen Anschluss für die Zufuhr von Druckluft sowie über eine Vielzahl von Druckluftabgängen, die mit den ent sprechenden Luftkammern beispielsweise der Messmatratze in Verbindung stehen. Innerhalb dieses Verteilungselements sind Zufuhrkanäle zu den Druckluftventilen sowie Abgangskanäle von den Druckluftventilen zu den Druckluftabgängen ange ordnet, was einen besonders platzsparenden Aufbau des erfindungsgemäßen Ven tilsystems erlaubt. Ebenso werden lediglich Standardkomponenten benötigt, ins besondere kommen handelsübliche Magnetventile als Druckluftventile zum Ein satz.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem zumindest einen Abgangskanal zumindest ein Drucksensor angeordnet ist. Die Anordnung eines Drucksensors in dem Abgangskanal erlaubt eine besonders zuverlässige Messung des in dem Abgangskanal und in der Folge in der dem Druck luftabgang zugeordneten Luftkammer der Messmatratze aktuell herrschenden Überdrucks. Diese Messung erfolgt insbesondere auch unabhängig von dem in dem Druckluftzulauf herrschenden Druck sowie den weiteren einzelnen Druckluftabgän gen und kann insbesondere bei geschlossenem Druckluftventil durchgeführt wer den.

Diese Messung im Abgangskanal wird insbesondere dann besonders zuverlässig, wenn der zumindest Abgangskanal zumindest eine Sensoröffnung aufweist, die vorzugsweise über die erste Oberfläche des Verteilungselements zugänglich ist, wobei in der Sensoröffnung der zumindest eine Drucksensor angeordnet ist. Durch diese Sensoröffnung ist zudem ein rasches Austauschen eines allfälligen defekten Drucksensors möglich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zwischen dem zumin dest einen Druckluftventil und der ersten Oberfläche der Leiterplatte eine Druck luftkammer vorgesehen, in die die zumindest eine Zufuhröffnung mündet. Somit wird zwischen jedem einzelnen Druckluftventil und der ersten Oberfläche der Lei terplatte eine eigenständige Druckluftkammer ausgebildet, die eine gleichmäßige Zufuhr der Druckluft zum Druckluftventil erlaubt.

Ein besonders platzsparenden Aufbau des erfindungsgemäßen Ventilsystems wird erreicht, wenn die zumindest eine Abgangsöffnung die Druckluftkammer durch dringt und gegen die vorzugsweise als Ringspalt ausgebildete Druckluftkammer fluiddicht abgedichtet ist.

Da Druckluftventile im Betrieb für gewöhnlich Hitze entwickeln, ist in einer weite ren Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Verteilungselement zumin dest eine Aufnahme für die Anordnung eines Sensors und/oder Schalterelements, insbesondere zumindest eines Temperaturschalters vorgesehen sind. Sollte die Temperatur des Verteilungselements einen vorgegebbaren Schwellwert überstei gen, so wird das gesamte Ventilsystem stromlos gesetzt, um eine Überhitzung insbesondere der Dichtelemente zu verhindern.

Eine besonders einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Verteilungselements ist gegeben, wenn es aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Alumini umlegierung gefertigt ist.

Das erfindungsgemäße Ventilsystem hat sich insbesondere bei der Verwendung zur Steuerung des Drucks innerhalb zumindest einer Luftkammer einer Mess matratze bewährt.

Im Folgenden wird anhand eines nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 das erfindungsgemäße Ventilsystem in einer schematischen Darstel lung;

Fig. 2 ein Verteilungselement des Ventilsystems aus Fig. 1 in einer per spektivischen Detailansicht;

Fig. 3 das erfindungsgemäße Ventilsystem in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 4 eine Detailansicht der Anordnung eines Druckventils in dem Ventil system in einer Explosionsdarstellung; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Messmatratze mit zugeordne tem Ventilsystem aus Fig. 1.

In der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Ventilsystem 100 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt, das in dieser Ausführung der Erfindung in einem Gehäuse 200 untergebracht ist. In diesem Gehäuse 200 ist eine Leiterplatte 110 angeordnet, auf deren erster Oberfläche 111 Druckluftventile 120 fluiddicht montiert sind. Diese Druckluftventile 120 sind beispielsweise an sich bekannte Magnetventile, wie sie üblicherweise in pneumatischen Systemen zum Einsatz kommen.

Zwischen Leiterplatte 110 und Gehäuseboden 201 ist an einer zweiten Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 ein im Wesentlichen plattenförmiges Verteilungselement 130 angeordnet, das über Druckluftabgänge 140 verfügt, die jeweils einem Druck ventil 120 zugeordnet sind. Des Weiteren ist an diesem Verteilungselement 130 ein Pumpenanschluss 150 angeordnet, der mit einer Druckluftpumpe 1200 (Fig. 5) verbindbar ist, die das erfindungsgemäße Ventilsystem 100 mit Druckluft versorgt.

Zusätzlich sind auf der Leiterplatte 110 weitere Sensor- und Steuerungselemente 310, 320 angeordnet, die der Überwachung und Steuerung des erfindungsgemä ßen Ventilsystems 100 dienen.

In der Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verteilungselement 130 im Detail darge stellt. Auf einer ersten Oberfläche 131 des Verteilungselements 130, die in Ge brauchslage der zweiten Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 zugewandt ist, ist ein mäanderförmiger Druckluftzulauf 132 angeordnet, der jeweils über Zufuhrbohrun gen in der Leiterplatte 110 mit den Druckluftventilen 120 in fluider Verbindung steht. Dieser Druckluftzulauf 132 ist in Gebrauchslage über die zweite Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 durch diese abgedichtet.

Über den Pumpenanschluss 150 wird Druckluft in den Druckluftzulauf 132 einge strömt. Die mäanderförmige Ausbildung des Druckluftzulaufs 132 erlaubt eine gleichmäßige Zufuhr der Druckluft zu den Druckluftventilen 120.

In dem Druckluftzulauf 132 sind zudem Abgangsöffnungen 133 angeordnet, die jeweils ein Druckluftventil 120 mit einem Abgangskanal innerhalb des Verteilungs elements 130 und in der Folge mit einem Druckluftabgang 140 verbinden.

Des Weiteren sind an der ersten Oberfläche 131 des Verteilungselements 130 Sen soröffnungen 134 angeordnet. Diese Sensoröffnungen 134 sind in Gebrauchslage ebenfalls gegenüber zweiten Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 abgedichtet.

Schließlich verfügt das erfindungsgemäße Verteilungselement 130 an einer Sei tenfläche 131A über Ausnehmungen 160 für die Aufnahme von Temperaturschal tern (nicht gezeigt). Da die Druckluftventile 120 im Betrieb üblicherweise eine starke Wärmeentwicklung aufweisen, überwachen diese Temperaturschalter die Temperatur des Verteilungselements 130, das vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Sobald ein bestimmter, vorgebbarer Tem- peratur-Schwellwert überschritten wird, wird das erfindungsgemäße Ventilsystem 100 stromlos geschalten. Auf diese Weise werden Beschädigungen insbesondere von Dichtelementen bzw. der Druckluftventile 120 vermieden. Weitere derartige Temperaturschalter können beispielsweise auch auf der Leiterplatte 110 bzw. am Gehäuse 200 vorgesehen sein.

In den Figs. 3 und 4 ist in einer Explosionsdarstellung schematisch der Aufbau des erfindungsgemäßen Ventilsystems 100 gezeigt.

Die Druckluftventile 120 sind mittels eines ersten Dichtrings 170A und eines zwei ten Dichtrings 170B gegenüber der ersten Oberfläche 111 der Leiterplatte 110 abgedichtet. Hierbei ist der zweite Dichtring 170B mit seinem kleineren Durchmes ser innerhalb des Bereichs des ersten Dichtrings 170A, insbesondere konzentrisch angeordnet. An der ersten Oberfläche 131 des Verteilungselements 130 ist ein weiterer dritter Dichtring 170C angeordnet, der mit der zweiten Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 zusammenwirkt und von einem weiteren den Druckluftzulauf 132 umlaufenden Dichtring 171D umschlossen ist.

In der Leiterplatte 110 ist zumindest eine Zufuhröffnung (nicht dargestellt) vorge sehen, die in einem Bereich zwischen dem ersten Dichtring 170A und dem zweiten Dichtring 170B angeordnet ist. Des Weiteren befindet sich eine Abgangsbohrung 113 in der Leiterplatte 110, die das jeweilige Druckventil 120 mit der jeweiligen Abgangsöffnung 133 in dem Verteilungselement 130 und in der Folge mit dem jeweiligen Abgangskanal im Verteilungselement 130 verbindet. Diese Abgangs bohrung 113 ist durch den zweiten Dichtring 170A gegenüber dem Druckventil 120 und der ersten Oberfläche 111 der Leiterplatte 110, sowie durch den dritten Dicht ring 170C gegenüber der ersten Oberfläche 131 des Verteilungselements 130 so wie der zweiten Oberfläche 111 der Leiterplatte 110 fluiddicht abgedichtet.

Wird nun Druckluft über den Pumpenanschluss 150 in den Druckluftzulauf 132 geleitet, während das Druckluftventil 120 geschlossen ist, so ist die Druckluft zwi schen der ersten Oberfläche 111 der Leiterplatte 110 und dem Boden des Druck luftventils 120 in der durch die beiden Dichtringe 170A, 170B gebildeten Druck luftkammer 172, die als Ringspalt ausbildet ist, eingeschlossen.

Sobald das Druckluftventil 120 geöffnet wird, strömt die Druckluft durch das Druckluftventil 120 und gelangt über die Abgangsbohrung 113 durch die Leiter platte 110 hindurch in die Abgangsöffnung 133 im Verteilungselement 130, um anschließend zu den Druckluftabgängen 140 geleitet zu werden.

Diese Druckluftabgänge 140 sind an die jeweiligen Luftkammern 1110 des auf blasbaren Objekts 1000 (Fig. 5) angeschlossen. Über die Druckluftventile 120 kön nen diese Luftkammern 1110 unabhängig voneinander mit Druckluft in unter schiedlichen Drücken beaufschlagt werden. Hierbei wird die Druckluft zunächst über das Verteilungselement 130 an das jeweilige auf der Leiterplatte 110 ange ordneten Druckluftventil 120 herangeführt, und bei geöffnetem Druckluftventil 120 erneut durch die Leiterplatte 110 hindurch in das Verteilungselement 130 zurück geführt, und an den entsprechende Druckluftabgang 140 geleitet.

Zur Messung und Steuerung des Drucks in den einzelnen Luftkammern 1110 ist bevorzugterweise ein System von Drucksensoren 180 vorgesehen. Bei der hier dargestellten Ausführung der Erfindung (Fig. 4) ist ein Drucksensor 180 im Bereich der Sensorbohrung 135 jedes Druckluftabgangs 140 angeordnet. Hierbei ist die Sensorbohrung 135 an der zweiten Oberfläche 112 der Leiterplatte 110 angeord net und mittels eines Dichtrings 170E fluiddicht abgedichtet. Dieser Drucksensor 180 hat die Aufgabe, den Differenzialdruck im Druckluftabgang 140 bzw. dem daran angeschlossenen aufblasbaren Objekt zum Außendruck zu bestimmen.

Zusätzlich ist ein Absolutdrucksensor 181 im Druckluftzulauf 132 angeordnet, der den Absolutdruck im Druckluftzulauf 132 überwacht. Mithilfe dieses Absolutdruck sensors 181 kann ein allfälliges defektes Druckventil 120 durch einen unerwünsch ten Druckanstieg im Druckluftzulauf 132 detektiert werden, obwohl sich der Druck im Druckluftabgang 140 selbst nicht verändert.

In der Fig. 5 schließlich ist schematisch eine Messmatratze 1000 mit einem Grund körper 1100 sowie röhrenförmigen Luftkammern 1110 dargestellt, wobei jede Luftkammer 1110 getrennt mit Druckluft beaufschlagbar ist. Hierfür ist das erfin dungsgemäße Ventilsystem 100 an einer Pumpe 1200 für die erforderliche Druck luft angeschlossen, wobei die Druckluft über die Druckluftventile 120 auf die oben beschriebene Weise an diese Luftkammern 1110 geleitet wird. Die Druckmessung in den einzelnen Luftkammern 1110 erforlgt hierbei über Drucksensoren 120, die zwischen der Messmatratze 1000 und den Druckluftventilen 120, die, wie insbe sondere in der Fig. 4 gezeigt, innerhalb des erfindungsgemäßen Ventilsystems 100 angeordnet sind.

Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt ist. Insbesondere können unterschiedliche Druckluftventile sowie deren unterschiedliche Anordnung auf einer Leiterplatte vorgesehen sein. Erfindungswesentlich ist das Verteilungselement, das aufgrund seiner stabilen Ausführung aus Metall eine zuverlässige und einfache Verteilung der Druckluft zu den einzelnen Druckluftventilen erlaubt. Die erfindungsgemäße Anordnung von Drucksensoren in diesem Verteilungselement im Bereich der Druckluftabgänge er laubt eine besonders präzise und kontrollierte Messung des im aufblasbaren Objekt herrschenden Überdrucks. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Ventil- System nicht nur für den Druckaufbau in dem aufblasbaren Objekt geeignet, son dern erlaubt zudem eine kontrollierte Druckminderung in ausgewählten Bereichen des aufblasbaren Objekts, insbesondere in den Luftkammern einer Messmatratze.