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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Druckregelungssystem, beispielsweise
zur Verwendung bei der Steuerung von Fluiddruck in den Druckkissen einer
Wechseldruckmatratze eines medizinischen Bettes.
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Ein
bekanntes Drucksteuerungssystem für eine Wechseldruckmatratze
ist in der 1 gezeigt. Die Matratze ist
Teil eines medizinischen Bettes und hat zwei Reihen von aufblasbaren
Zellen, wobei eine Reihe in der anderen verschachtelt ist. Die Zellen sind
alternierend aufblasbar, um einen Patienten an verschiedenen Orten
zu stützen,
um die Ausbildung von Dekubitalulkus, bekannt als Druckstellen,
zu verhindern. Typischerweise können
die Aufblas- und Ablasszyklen von unter zwei Minuten bis über zwanzig Minuten
dauern.
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Das
Drucksteuerungssystem hat einen Kompressor 10 zum Erzeugen
von Druckfluid, üblicherweise
Luft, der über
eine Leitung 14 an ein Drehventil 12 gekoppelt
ist. Das Drehventil 12 koppelt die Luft entweder an eine
oder beide der ersten und zweiten Versorgungsleitungen 16, 18.
Jede Versorgungsleitung 16, 18 ist an eine entsprechende
Reihe von aufblasbaren Zellen 20, 22 gekoppelt.
Diese Zellen 20, 22 sind so miteinander verschachtelt,
dass eine Zelle einer Reihe zwischen zwei Zellen der anderen Reihen
angeordnet ist.
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Von
der Leitung 14 erstreckt sich eine Ausgabeleitung 24,
die durch eine schwenkbare Ventilplatte 26 geschlossen
werden kann. Diese Ventilplatte 26 wirkt gegen eine Last
in Form einer vom Benutzer einstellbaren Wendelfeder 28.
Ein Paar Balgen 30, 32 liegt so, dass diese gegen
die Ventilplatte 26 wirken. Der erste Balgen 30 ist
durch eine Rohrleitung mit der ersten Versorgungsleitung 16 verbunden,
während
der zweite Balgen 32 durch eine Rohrleitung mit der zweiten
Versorgungsleitung 18 verbunden ist. Somit hängt die
Menge Luft in jedem Balgen 30, 32 und damit dessen
Form von dem Luftdruck in den ersten und zweiten Versorgungsleitungen 16, 18 ab.
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An
der gegenüberliegenden
Seite der Balgen 30, 32 ist eine Stützplatte 34 angeordnet,
die in einer Richtung auf die Balgen 30, 32 zu
bewegbar ist, wenn der Druck, welcher von einem Mikroschalter 36 ausgeübt wird,
den Gegendruck überschreitet,
welcher durch die Balgen 30, 32 erzeugt wird.
Somit wirken die Bewegung der Stützplatten 34 und
der Mikroschalter 36 als eine Unterdruckwarnung, wofür eine Unterdruck
anzeigende Lampe 38 vorgesehen ist, die an den Unterdruckschalter
gekoppelt ist.
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Die
Balgen 30, 32 wirken zusammen, um den Gesamtdruck
in den Zellen 20, 22 zu steuern. Genauer gesagt,
solange als der kombinierte Fluiddruck in den Zellen 20, 22 niedriger
als ein vorbestimmter Schwellwert ist, ist der äquivalente Druck in den Balgen 30, 32 nicht
ausreichend, um die Widerstandskraft der Wendelfeder 28 zu überwinden. Wenn
jedoch der kombinierte Druck oberhalb des Schwellwertes ist, bewegen
die Balgen 30, 32 die Ventilplatte 26 von
der Öffnung
der Ausgabeleitung 24 weg, wodurch es möglich wird, dass Fluid ausgegeben
wird und der Druck in der Matratze solange vermindert wird, bis
die Ventilplatte 26 wieder zurück in Anschlag an die Ausgabeleitungsöffnung geht.
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Dieses
Drucksteuersystem ist im Gebrauch erfolgreich gewesen. Die zufrieden
stellende Funktionsweise der Doppelbalgen 30, 32 kann
jedoch manchmal ausfallen und die Rohrleitung, welche in dem System
vorgesehen ist, kann zu einem Ausfall in Folge von Fluidleckage
führen,
die inhärent
ist oder durch eine Zerstörung
im Betrieb verursacht wird.
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Aus
der
EP 0 429 275 ist
es bekannt, ein Drucksteuerungssystem zu haben, das Eingangs- und Versorgungsleitungen
und ein Drucksteuerungsgehäuse
hat, welches einen Verteiler mit Kanälen zum Erzeugen von Leitungen
enthält.
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Die
vorliegende Erfindung sucht nach der Schaffung eines verbesserten
Drucksteuerungssystems.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Drucksteuerungssystem wie im Patentanspruch 1 beansprucht,
geschaffen.
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Vorzugsweise
ist der Balgen an die Eingangsleitung gekoppelt, um den Druck in
dem Fluidsystem zu steuern, wodurch ein einfacheres System bezüglich der
Systeme gemäß dem Stand
der Technik möglich
ist, bei denen die Drucksteuerungsmittel mit den Versorgungsleitungen
verbunden sind.
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Vorzugsweise
hat der Verteiler Anschlussmittel, um an diesen direkt eine Fluidquelle
anzuschließen.
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Der
Verteiler erzeugt vorteilhafterweise wenigstens eine im Wesentlichen
flache Fläche,
an welcher eine Fluidquelle einer Drucksteuerung und/oder irgendein
anderes peripheres Gerät
befestigt werden kann.
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Somit
kann durch die Verwendung eines derartigen Verteilers die Menge
der Rohrleitungen wesentlich reduziert werden, wodurch das Risiko
von Fehlfunktionen reduziert wird. Darüber hinaus kann der Verteiler
einen Halter für
Hilfsgeräte
bereitstellen.
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Vorzugsweise
hat das Drucksteuerungssystem einen Fluiddruckindikator, der auf
ein Ventil wirkt, das an eine Fluidausgabeöffnung gekoppelt ist, eine Blattfeder,
die an das Ventil gekoppelt ist, um eine Vorspannkraft zu erzeugen,
gegen welche der Fluiddruckindikator wirken muss, wobei die Blattfeder
zum Einstellen der Vorspannkraft einstellbar ist.
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung lediglich als ein Beispiel unter Bezugnahme
auf die begleitenden Figuren beschrieben, in welchen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Drucksteuerungssystems gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform des Drucksteuerungssystems;
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3 eine
Draufsicht auf die Innenfläche
eines ersten Teils eines Verteilers des Drucksteuerungssystems gemäß 2;
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4 eine
Draufsicht auf die Innenfläche
eines zweiten Teils eines Verteilers des Drucksteuerungssystems
gemäß 2;
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5 eine
Draufsicht auf die Außenfläche des
ersten Teils des Verteilers gemäß 3;
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6 eine
Draufsicht auf die Außenfläche des
zweiten Teils des Verteilers gemäß 4;
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7 eine
Ansicht im Schnitt eines Druckablasselementes des Drucksteuerungssystems
gemäß 2;
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8 eine
Ansicht im Schnitt einer Ausführungsform
des Unterdruckanzeigesystems für
das Drucksteuerungssystem gemäß 2;
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9 eine Ansicht im Schnitt eines Schwingungsdämpfungshalters
für eine
Fluidpumpe.
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Bezug
nehmend auf 2 hat die bevorzugte Ausführungsform
des Drucksteuerungssystems eine Eingangsleitung 14, die
an einen Kompressor 10 gekoppelt ist, um Druckfluid, typischerweise
Luft, zu erzeugen. Ein Drehventil 12 ist an die Eingangsleitung 14 gekoppelt
und koppelt das Fluid an die erste und/oder zweite Versorgungsleitung 16, 18.
Jede Versorgungsleitung 16, 18 ist an eine entsprechende Reihe
von aufblasbaren Zellen 20, 22 gekoppelt, die so
verschachtelt sind, dass eine Zelle der einen Reihe zwischen zwei
Zellen der anderen Reihe liegt. Dieser Teil des Drucksteuerungssystems
ist ähnlich wie
beim Stand der Technik.
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Von
der Leitung 14 erstreckt sich eine Ausgabeleitung 54,
die durch eine schwenkbare Ventilplatte 50 geschlossen
werden kann. Ein einzelner Balgen 52 ist so vorgesehen,
dass er gegen die Ventilplatte 50 wirkt und ist an eine
geeignete Leitung an die Eingangsleitung 14 gekoppelt.
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Auch
Bezug nehmend auf 7 hat die Ventilplatte 50 eine
mit ihr einstückig
ausgebildete Blattfeder 56, deren Spannung vom Benutzer
durch eine geeignete Einstellvorrichtung 58 einstellbar
ist. Die Blattfeder 56 erzeugt eine Kraft, die die Ventilplatte 50 gegen
die Öffnung
der Ausgangsleitung 54 vorspannt. Die Luftmenge in dem
Balgen 52 und somit die Form desselben hängt von
dem Luftdruck in der Eingangsleitung 14 ab, der typischerweise
für den Druck
in einer oder beiden der Zellengruppen 20, 22 repräsentativ
ist. Wenn dieser Druck größer als
der Vorspannungsdruck der Blattfeder 56 ist, bewirkt der Balgen 52,
dass die Klappe von der Öffnung
der Leitung 54 weg geschwenkt wird, wodurch es möglich wird,
das Fluid aus der Eingangsleitung 14 entweichen kann, und
der Druck in einer oder beiden der Zellgruppen 20, 22 vermindert
wird.
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Es
wurde herausgefunden, dass die Blattfeder 56 gegenüber den
Wendelfedern des Standes der Technik eine größere Toleranz und Festigkeit
hat.
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Nicht
sichtbar in der 2 ist der Halter an der anderen
Seite des Balgens 52, äquivalent
dem Halter 34 des Systems gemäß dem Stand der Technik. Die
Eigenschaft des Halters wird aus der folgenden Beschreibung hervorgehen.
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Aus
der Ausführungsform
gemäß 2 ist zu
ersehenen, dass das Drucksteuerungssystem signifikant einfacher
als das System gemäß dem Stand der
Technik ist. Da darüber
hinaus nur ein Balgen verwendet wird, sind die Probleme der Balgenbewegung
und der Relativzustände
vermieden. Mit dem einzelnen Balgen ist es möglich den Druck in gerade einer
der Zellgruppen 20, 22 vollständig unabhängig von dem Druck in der anderen
Gruppe zu messen, oder es können
tatsächlich
die kombinierten Drucke gemessen werden (wenn das Ventil 12 in
eine Position bewegt wird, in welcher beide Versorgungsleitungen 16, 18 an
die Eingangsleitung 14 gekoppelt sind).
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Die
Leitungen 14, 16 und 18 und ein Teil
des Drehventils 12 sind innerhalb eines Verteilers ausgebildet,
der in den 3 bis 6 gezeigt
ist. Zuerst Bezug nehmend auf die 5 und 6 ist
der Verteiler aus zwei Platten 100, 102 gebildet.
Die andere Seite der ersten Platte 100 (in 5 gezeigt)
hat eine Montagefläche,
an der ein Drehventil (nicht gezeigt) montiert ist. An der Montagefläche sind Öffnungen 16', 18' vorgesehen,
die zu den Versorgungsleitungen 16, 18 führen. Diese Öffnungen 16', 18' können durch
das Drehventil 12 an eine Zentrale Öffnung 55 gekoppelt
werden, die mit einer Öffnung 14', die mit der
Eingangsleitung 14 verbunden ist, in Fluidkommunikation
steht.
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Die Öffnung 54' der Ausgangsleitung 54 ist ebenfalls
an der Außenseite
der ersten Platte 100 angeordnet und liegt nahe einer Öffnung 51,
die die Eingangsleitung 14 an den Balgen 52 koppelt,
wie dies später
im Einzelnen beschrieben wird.
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An
der ersten Verteilerplatte 106 sind auch Befestigungsstellen 106 vorgesehen,
und zwar entsprechend der äquivalenten
Befestigungsstellen 108 an der zweiten Verteilerplatte 102 und
ermöglichen, dass
der Verteiler innerhalb eines Gehäuses oder dergleichen befestigt
wird.
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Die
zweite Verteilerplatte 102 hat Ausgangsöffnungen 16'', 18'',
die an die Versorgungsleitungen 16, 18 gekoppelt
sind. Ein Vorsprung 110 erzeugt zwischen den zwei Platten 100, 102 die
Ausgabeleitung 54, wie dies weiter unten klarer gezeigt
wird. Ein vergrößerter Bereich 51' dieses Vorsprungs
erzeugt eine Fluid- und damit Druckkopplung zur Öffnung 51, um ein
Aufblasen und Ablassen des Balgens 52 zu ermöglichen.
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7 zeigt
eine schematische Ansicht im Querschnitt durch einen Verteiler am
Ort des Balgens 52. Wie zu sehen ist, hat der Balgen 52 eine
Eingangsöffnung,
die in die Öffnung 51 passt,
wodurch der Balgen 52 mit der Entladeleitung 54 verbunden ist.
Die Entladeöff nung 54' wird durch
die vorstehend beschriebene, schwenkbare Ventilplatte 50 geschlossen.
Es ist klar zu ersehen, dass der Verteiler selbst den Halter bildet,
gegen welchen der Balgen 52 drücken kann, um die Ventilplatte 50 von
der Ausgabeöffnung 54' zu zwängen, wenn
der Druck in dem Ausgabeverteiler 54 den vorab eingestellten
Druck überschreitet.
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Es
wird nun auf die 3 und 4 Bezug genommen,
die jeweils die Innenseiten der ersten und zweiten Verteilerplatten 100, 102 zeigen.
Die erste Verteilerplatte 100 ist mit einer Anzahl von
Aussparungen versehen, die mit Vorsprüngen an der zweiten Verteilerplatte 102 zusammenwirken,
um verschiedene Leitungen zu bilden. Die erste Aussparung 112 erstreckt
sich zu der mittleren Öffnung 55 an
dem Drehventil, zu der Öffnung 14' für die Eingangsleitung 14, zur
Ausgangsöffnung 54' der Ausgangsleitung 54 und
zu der Öffnung 51,
die zum Balgen 52 führt.
Dadurch schafft diese Aussparung 112 einen Teil der Ausgabeleitung 54.
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Die
Aussparung 114 deckt die Öffnung 16', welche an
das Drehventil gekoppelt ist, ab. Darüber hinaus erstreckt sich diese
Aussparung 114 auch bis zu einer kleinen, optionalen Ablassöffnung 116 für solche
Fälle,
bei denen ein derartiges Ablassen wünschenswert ist.
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Eine ähnliche
Aussparung 118 deckt die Öffnung 18' ab und erstreckt
sich auch bis zu einer kleinen, optionalen Ablassöffnung 120.
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Die
Innenseite der zweiten Verteilerplatte 102 hat eine Anzahl
von Vorsprüngen
oder Wänden 122, 124, 126,
die Formen entsprechend der Formen der Aussparungen in der ersten
Verteilerplatte 100 haben. Jede Wand 122, 124, 126 hat
an der Oberseite der Wand eine enge Rippe, die während des Zusammenbaus geschmolzen
wird, um die ersten und zweiten Verteilerplatten 100, 102 aneinander
zu befestigen, um in dem Verteiler fluiddichte Leitungen zu bilden.
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Wenn
die zwei Verteilerplatten 100, 102 aneinander
befestigt sind, sind die verschiedenen Leitungen des Systems im
Bereich der Steuerelemente gebildet. Die Verteilerplatten können keine
Rippen und Vorsprünge
haben, sondern können
einfach mit darin ausgebildeten Kanälen versehen sein, die zueinander
passen und die Verteilerplatten sind durch Klebstoff miteinander
verbunden.
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Aus
den 3 und 4 ist zu ersehen, dass die Ausgangsöffnungen 16'', 18'' über das Drehventil
nur an die Eingangsleitung 14 gekoppelt werden können, wodurch
die gesuchte Fluiddrucksteuerung geschaffen wird. Das Drehventil
ist vorzugsweise von der Bauart, bei der verschiedene Fluidanteile
an dessen Ausgangsöffnungen
wie gewünscht
gekoppelt sind.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Drehventilbaugruppe, die herkömmlich gestaltet ist, in den
Verteiler eingebaut. Ein einfacher Korb wird einmal in der Montagefläche platziert, über den
Korb wird eine flache Scheibe aus Kunststoffmaterial angeordnet.
Die Scheibe hat Löcher
entsprechend den Öffnungen 16', 18' und 55.
Diese Scheibe wird stationär
gehalten, während
eine zweite Scheibe über
der ersten Scheibe platziert wird und welche drehen kann. Auf diese
Art und Weise wird Luft aus dem Verteiler in das Ventil geleitet
und in verschiedenen Anteilen zurück zu den anderen Öffnungen
in dem Verteiler gerichtet, wo es zu den Ausgangsöffnungen 16'', 18'' geleitet
wird. Ein Motor, der an dem Verteiler angebaut ist, erzeugt den
Drehantrieb für
das Ventil und durch Komprimieren einer Wendelfeder ist sichergestellt,
dass Kraft zwischen den drehenden und stationären Scheiben ausgeübt wird,
um eine Leckage zu verhindern.
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8 zeigt
einen optionalen Niedrigdruckindikator. Dieser hat eine drehbare
Stange 130, die auf dem Balgen 52 aufliegt und
die einen Mikroschalter 132 auslösen kann. Die Stange 130 wird
in Richtung auf den Mikroschalter 132 durch eine Feder 134 vorgespannt,
die durch eine Schraubeneinstellung 136 eingestellt werden
kann. Wenn der Fluiddruck in dem Balgen 52 unter der vorab
eingestellten Kraft der Feder 134 ist, drückt die
Stange 130 den Mikroschalter 132 nach unten, um
einen Niedrigdruckzustand anzuzeigen. Der Mikroschalter 132 wird
eine geeignete visuelle und/oder Audio-Anzeigevorrichtung auslösen.
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Aus
dem Vorstehenden ist klar zu ersehen, dass der Verteiler einen großen Teil
der Rohrleitungen vermeidet, die den Systemen gemäß dem Stand der
Technik eigen sind. Darüber hinaus
schafft er einen Halter, an welchem die anderen Komponenten des
Systems befestigt werden können.
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Bezug
nehmend auf 9 zeigt diese, einen Vibrationsdämpfungshalter 200 zur
Verwendung bei dem vorstehend beschriebenen Drucksteuerungssystem.
Der Halter 200 ist aus drei rohrförmigen Teilen gebildet. Der
erste Teil 202, der bei dieser Ausführungsform einen rechteckigen
Querschnitt hat, ist so gestaltet, dass er an einen Befestigungspfosten
eines Vorrichtungsgehäuses
koppelt. Der zweite Teil 204, der bei dieser Ausführungsform
einen runden Querschnitt hat, ist so gestaltet, dass er an einen
Befestigungspfosten des schwingenden Gerätes zu koppeln ist, bei diesem
Beispiel der Kompressor 10. Die ersten und zweiten Teile
verbindet ein rohrförmiges
Schwingungsdämpfungselement 106,
das bei dieser Ausführungsform
einen runden Querschnitt hat. Bei einer alternativen Ausführungsform
ist das Schwingungsdämpfungselement
ein einfacher Materialstreifen.
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Der
Schwingungsdämpfungshalter 200 besteht
vorzugsweise aus einem elastomeren Material, wie beispielsweise
Gummi. Er ist vorzugsweise durch Extrusion hergestellt, was nicht
nur relativ billig ist, sondern auch ermöglicht, dass jede gewünschte Länge des
Halters abgeschnitten werden kann. Unterschiedliche Längen des
Halters 200 werden unterschiedliche Höhen der Schwingungsdämpfung erzeugen.