Steuereinrichtung zum sukzessiven Auffüllen von Einzelkammern, z.B. einer Druckmanschette

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum successiven Auffüllen von Einzelkammern mit einem gasförmigen Medium. Darüber hinaus soll eine solche Steuereinrichtung einfach und kostengünstig erweiterbar sein, um eine beliebige Anzahl von Einzelkammern in der beschriebenen Weise successive aufzufüllen. Solche Einzelkammern sind beispielsweise enthalten in Manschetten zur Entstauung von Armen oder Beinen. Bekannte Geräte sind nicht beliebig erweiterbar und außerdem trotz ihrer beschränkten Anwendungsmöglichkeit sehr aufwendig und teuer und arbei ten nicht immer befriedigend. Das genannte Ziel wird nach der Erfindung erreicht durch einen Steuerkörper (13, 14, 15) mit einem Einlaßanschlaß (1) und einer gewünschten Anzahl von Auslaßanschlüssen (2-11) für das Medium, wobei mindestens fur jeden Auslaßanschluß (2-11) im Steuerkörper (13, 14, 15) ein Kanal mit einem Austritt (34-36) an einer Außenfläche des Steuerkörpers (13, 14, 15) vorgesehen ist und wobei jeder Austritt (34-36) von einer alle Austritte (34-36) überdeckenden schmiegsamen Abdeckmembran (29) abgedeckt wird, wobei zwei oder mehr Steuerkörper miteinander verkettet sind derart, daß der Auslaßanschluß (11) eines vorangehenden Steuerkörpers mit dem Einlaßanschluß (1) eines nachfolgenden Steuerkörpers verbunden wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum successiven Auffüllen von Einzelkammern mit einem gasförmigen Medium. Solche Einzelkammern können beispielsweise zu einer Manschette zusammengefaßte, flexible, schlauchartige Kammern sein. Die solcherart gebildeten Manschetten werden beispielsweise angewendet zur Entstauung von Extremitäten, also beispielsweise von Armen oder Beinen. Hierzu ist erforderlich, daß alle Kammern jeweils nacheinander mit dem gasförmigen Druckmedium gefüllt werden. Hierbei darf jeweils die nächste Kammer erst gefüllt werden, wenn die vorangehende Kammer den gewünschten Druck erreicht hat. Bekannte Steuereinrichtungen, die ein solches successives Auffüllen der einzelnen Kammern ermöglichen sollen, sind sehr aufwendig und teuer und arbeiten nicht immer befriedigend.

[0002] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zurgunde eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, die außerordentlich einfach im Aufbau ist, absolut zuverlässig arbeitet und bei Beibehaltung der Grundbauelemente so erweiterbar ist, daß eine beliebige Anzahl von Kammern in gewünschter Weise gefüllt werden kann.

[0003] Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs. Hierbei wird ausgegangen von einer Steuereinrichtung nach dem Gebrauchsmuster G 84 15 045.9. Das wesentliche Kennzeichen . der hier vorliegenden Anmeldung ist darin zu sehen, daß die Steuereinrichtung nach den Schutzansprüchen des genannten Gebrauchsmusters als Bauelement angesehen-wird, wobei mehrere solcher Bauelemente miteinander verkettet werden, zur Herstellung einer neuen Gesamtsteuereinrichtung, die aus den verketteten einzelnen Bauelementen besteht. Durch die Aneinanderreihung (Verkettung) dieser einzelnen Steuereinrichtungen entsteht eine neue Gesamteinheit, die in beliebiger Weise erweiterbar oder verkleinerbar ist und damit einer beliebigen Anzahl von zu füllenden Kammern auf einfachste Art und Weise angepaßt werden kann, ohne daß hierdurch die Steuereinrichtung als solche komplizierter würde und ohne daß die vorteilhafte Wirkung der einzelnen Bauelemente verloren ginge. Zur Verkettung ist lediglich erforderlich, daß der Abluftaus_- gang einer vorangehenden Steuereinrichtung mit dem Zulufteingang der nachfolgenden Steuereinrichtung verbunden wird. Damit ist die Verkettung bereits hergestellt. Es reicht somit aus, die Bauformen der einzelnen Bauelemente dieser Steuereinrichtung,also eine Einzelsteuereinrichtung nach dem genannten Gebrauchsmuster zu beschreiben. Die beschriebene Verbindungsleitung zwischen zwei solcher Steuereinrichtungen oder auch mehreren solcher Steuereinrichtungen muß nicht gesondert gezeichnet werden. Es soll daher nachfolgend eine solche Einzelsteuereinrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläutert werden.

[0004] Es zeigen:

Figur 1 Ansicht in Richtung des Pfeils A nach Figur 2 oder B nach Figur 3 (90°geschwenkt) bei geschnittenem Hohlkörper.

Figur 1a Perspektivische Darstellung einer Steuereinrichtung

Figur 2 Mögliche Ansicht in Richtung des Pfeils C nach Figur 1

Figur 3 Mögliche Ansicht in Richtung des Pfeils C nach Figur 1

Figur 4 Ansicht in Richtung des Pfeils B nach Figur 3

Figur.5 Teilansicht nach Figur 4 jedoch mit veränderter Vorderseite

Figur 6 Ansicht in Richtung des Pfeils D nach Figur 5

[0005] In Figur 1 ist eine Steuereinrichtung dargestellt, von der zunächst angenommen werden soll, daß der dort verwendete Steuerkörper der Steuerkörper 14 sein soll, also ein zylinderförmiger Steuerkörper in der Darstellung nach Figur 3 oder Figur 4. Der zylinderförmige Steuerkörper 14 ist in seiner gesamten Länge überzogen mit einer schlauchartigen Gummihaut als Membran 29 (siehe Figur 1a). Der solcherart mit der Membran 29 überzogene Steuerkörper 14 ist mit radialem Spiel eingesetzt in einem zum Steuerkörper 14 etwa gleichlangen rohrartigen Hohlkörper 17. Dieser Hohlkörper 17 weist in der Nähe des hinteren Endes eine radial gerichtete Eintrittsöffnung 37 auf, die mit einem Schlauchanschlußstück 41 ausgestattet ist. Schlauchanschlußstück 41 ist über eine Steuerdruckleitung 12 und über nicht näher dargestellte Druckregeleinrichtungen mit der Druckquelle 42 für ein Strömungsmedium verbunden. Der radiale Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche der Membran 29 und der inneren Oberfläche des Hohlkörpers 17 ist im Bereich der beiden Enden des Hohlkörpers 17 jeweils mit einem O-Ring 25 und 26 abgedichtet.

[0006] Der Steuerkörper 14 weist auf seiner Oberfläche eine Anzahl ringförmiger Kanäle 33 auf, die von ringförmigen Zwischenstegen 32 begrenzt werden. In jedem dieser ringförmigen Kanäle 33 befindet sich eine Austrittsöffnung 34 und 35, wobei vorzugsweise jede nachfolgende Austrittsöffnung 34 gegenüber der vorhergehenden Austrittsöffnung 34 in Umfangsrichtung etwas versetzt angeordnet ist.

[0007] 'An der Stirnseite- 22 des Steuerkörpers 14 sind von der Stirnseite her und in Umfangsrichtung verteilt (siehe Figur la und 3) ein Einlaßanschluß 1 sowie die Auslaßanschlüsse 2 bis 10 angeordnet. Die genannten Anschlüsse 1 bis 10 sind über Längsbohrungen im Steuerkörper 14 jeweils mit den Austritten 34 und 35 verbunden. So ist z. B. (siehe Figur 1) der Einlaßanschluß 1 mit dem Austritt 34 verbunden. Der Einlaßanschluß 2 ist mit dem in Figur 1 untersten Austritt 35 verbunden usw. Hinter dem letzten ringförmigen Kanal 33 für den letzten Austritt 35, der mit dem Außlaßanschluß 10 verbunden ist, ist im Steuerkörper 14 noch ein weiterer Ringkanal vorgesehen, in welchem eine Mehrzahl von Austritten 36 angeordnet sind, die über zugeordnete Kanäle alle mit dem auf der hinteren Stirnseite 21 angeordneten Auslaßanschluß 11 verbunden sind. Dieser Auslaßanschluß 11 kann direkt in die freie Atmosphäre 38 führen, oder als Verbindungsstück zu weiteren Einrichtungen dienen, im Ausführungsbeispiel mit einem Schalldämpfer 43. Bei der Abdichtung über die O-Ringe 25 und 26 ist zu beachten, daß der O-Ring 25 vor dem ersten Austritt, also vor dem Austritt 34, angeordnet ist und der 0-Ring 26 hinter dem letzten Austritt, also hinter den Austritten 36, die in den Auslaßanschluß 11 führen, angeordnet ist. Hierbei ist es durchaus möglich, auch für die 0-Ringe 25 und 26 am Steuerkörper 14 ringförmige Kanäle vorzusehen, wie dies z. B. in Figur 4 dargestellt ist, wodurch eine bessere axiale Fixierung dieser O-Ringe erreicht wird und gleichzeitig durch die Einklemmung der Membran 29 in die Kanäle 30 und 31 eine bessere Abdichtung der Membran 29 gegenüber dem Steuerkörper 14 erreicht wird.

[0008] Die Auslaßanschlüsse 2 bis 10 sind über geeignete Leitungen jeweils mit einer zugeordneten Einzelkammer 39 verbunden, wobei alle Kammern 39 zu einer Manschette 40 zusammengefaßt sind. Diese Einzelkammern können hierbei z. B. ringförmige Schläuche bilden, so daß diese Manschette 40 z. B. über einen Arm oder über ein Bein gelegt werden kann. Der Einlaßanschluß 1 ist mit einer Druckquelle 44 verbunden, die geeignet ist, die Kammern 39 und damit die Manschette 40 in gewünschter Weise mit Druckmedium zu füllen.

[0009] Bei einer Anordnung des Einlaßanschlusses 1 und der Auslaßanschlüsse 2 bis 10 in der in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellten, stirnseitigen Anordnung kommt es zu Platzschwierigkeiten bei einer größeren Anzahl von notwendigen Anschlüssen. Die Platzverhältnisse können verbessert werden bei einer Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6. Der dort verwendete Steuerkörper 15 stimmt im wesentlichen in seinem Aufbau mit dem Steuerkörper 14 überein. Er weist jedoch an seiner Stirnseite 19 nicht sofort - wie der Steuerkörper 14 - die gewünschten Anschlüsse auf, sondern dort ist vielmehr eine Anschlußscheibe 16 vorgesehen, die entweder gegenüber dem Steuerkörper 15 abgedichet ist, oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Die Anschlußscheibe 16 ist hierbei vorzugsweise im Durchmesser größer als der Steuerkörper 15, so daß einerseits eine größere Umfangsfläche 20 zur Verfügung steht und andererseits der Hohlkörper 17 von hinten gegen die nun als Anschlag wirkende Anschlußscheibe 16 gegengeschoben werden kann. Hierdurch wird die Montage erleichtert. Es ist nun möglich auf der Umfangsfläche 20 in radialer Richtung eine gewünschte Anzahl der Anschlüsse 1 bis 10 unterzubringen, so daß entweder alle Anschlüsse dort angeordnet sind oder ein weiterer Teil gewünschter Anschlüsse nunmehr zusätzlich stirnseitig an der Anschlußscheibe 16 vorgesehen werden kann. =

[0010] Aber auch ein anderer Aufbau, etwa nach Figur 2, ist funktionsfähig und problemlos herstellbar. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der Steuerkörper 13 als plattenförmiger Körper mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Auch der plattenförmige Körper 13 ist umfaßt von der Membran 29. Hierbei kann Membran 29 durchaus als Schlauchstück ausgebildet sein, da sich die schmiegsame Membran 29 der Körperform des Steuerkörpers 13 ohne weiters anpaßt. Parallel zum Querschnitt können auf einer Seite des Steuerkörpers 13 gerade verlaufende Kanäle eingearbeitetsein, ähnlich den Kanälen 33 nach Figur 1. Man kann die Darstellung nach Figur 1 auch als eine Ansicht in Richtung des Pfeils A nach Figur 2 sehen, so daß dann die Figur 1 den Verlauf und die Anordnung der Kanäle 33, wie sie in Figur 2 zu benutzen sind, darstellt. Komplett umlaufende Kanäle sind dann nicht erforderlich. In diesen Kanälen des Steuerkörpers 13 sind wieder die den Anschlüssen 1 bis 10 zugeordneten Austritte 34 und 35 zu sehen in einer Anordnung, die Figur 1 zeigt. Diesen Austritten zugeordnet befinden sich auf der Stirnseite 23 des Steuerkörpers 13 in reihenförmiger Anordnung die Anschlüsse 1 bis 10, so wie in Figur 2 dargestellt. Jeder dieser Anschlüsse 1 bis 10 ist über eine Längsbohrung mit dem zugehörigen Austritt 34 bzw. 35 verbunden. Der letzte Kanal mit den Austritten 36, die dem Auslaßanschluß 11 zugeordnet sind, ist in Figur 2 nicht mehr dargestellt. Die Anordnung kann jedoch ebenfalls der Figur 1 entnommen werden, wenn man unterstellt, daß die Figur 1 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A nach Figur 2 darstellt.

[0011] Die veränderte Körperform des Steuerkörpers 13 macht es sinnvoll auch den Hohlkörper 18 entsprechende der Körperform des Steuerkörpers 13 zu gestalten. Auch hier .. ist der Innenquerschnitt das Hohlkörpers 18 wieder etwas größer als die Außenabmessungen des Steuerkörpers 13, so daß der Zwischenraum wieder im vorderen und hinteren Bereich in der bereits zu Figur 1 beschriebenen Position mit einer Abdichtung versehen sein kann, wobei auch in diesem Fall die Abdichtung durchaus ein O-Ring 27 bzw. 28 sein kann, der genügend elastisch ist, sich der Form des Steuerkörpers 13 und des Hohlkörpers 18 anzupassen. In Figur 2 ist der Hohlkörper 18 gebrochen gezeichnet, er umfaßt zweckmäßigerweise den Steuerkörper 13 vollständig, läßt hierbei jedoch die Endquerschnitte außerhalb der Abdichtung offen. Auch im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der Hohlkörper 18 wieder mit einer Eintrittsöffnung 37 ausgestattet in der in Figur 1 dargestellten An-ordnung, wobei diese Eintrittsöffnung 37 wieder ein Schlauchanschlußstück 41 aufweist und über eine Steuerdruckleitung 12 mit der bereits genannten Druckquelle 42 verbunden ist. Diese flache Ausführung nach Figur 2 ermöglicht die Ausbildung als Steckmodul und macht ein solches Steuergerät außerdem auf einfache Weise stapelbar. Die Ausführung nach Figur 2 ermöglicht es außerdem in besonders vorteilhafter Weise solche Steuergeräte zu Batterien zusammenzufassen und bei Bedarf miteinander zu koppeln. Hierzu wird beispielsweise der an der Stirnseite 24 vorgesehene Auslaßanschluß 11 (siehe hierzu Figur 1) über eine Zwischenleitung mit dem Einlaßanschluß 1 des nächsten Steuergerätes verbunden.

[0012] Es soll nun die Arbeitsweise eines solchen Steuergerätes beschrieben werden.

[0013] Damit die Einzelkammern 39 der Manschette 40 in-aufeinander folgender Reihenfolge und mit dem gewünschten Druck aufgeblasen werden können, muß zunächst eine hierzu geeignete Druckquelle 44 mit dem Einlaßanschluß 1 beispielsweise des Steuerkörpers 14, verbunden werden. Das von der Druckquelle 44 gelieferte Druckmedium tritt dann am Austritt 34 aus und in den zugeordneten Ringkanal ein und dehnt die Membran 29 sobald der Ringkanal gefüllt ist. Durch die Dehnung der Membran 29 kann nunmehr das Druckmedium den ersten ringförmigen Zwischensteg 32 überschreiten und in den nächsten Ringkanal eintreten und dort in den ersten Austritt 35 eintreten und hierbei über den zugeordneten Auslaßanschluß 2 die erste Einzelkammer 39 füllen. Da über den Auslaßanschluß 3 nun ständig der von der Druckquelle 44 erzeugte Druck wieder abgebaut wird, pflanzt sich das Druckmedium nicht in weitere Ringkanäle fort, da es mangels Druck nicht in der Lage ist die in den übrigen Bereichen anliegende Membran 29 abzuheben. Sobald jedoch die erste Einzelkammer 39 gefüllt ist,-steigt der Druck und es tritt ein Rückstau auf, der sich über die Auslaßöffnung 2 bis in den Ringkanal des zugeordneten Austritts 35 fortsetzt und dort wieder die Membran 29 anhebt, so daß der nächste ringförmige Zwischensteg 32 überschritten werden kann und hierdurch das Druckmedium den nächsten Ringkanal 33 erreicht und dort wieder in den zugeordneten Austritt 35 eintreten kann, so daß wiederum der Druck, diesmal über den Auslaßanschluß 3, abgebaut wird solange, bis sich die dem Auslaßanschluß 3 zugeordnete Einzelkammer 39 wieder füllt, so daß in der dem Auslaßanschluß 3 zugeordneten Leitung wieder ein Druckrückstau entsteht. Bisher sind nun die erste und zweite Einzelkammer nacheinander gefüllt worden. Hierbei hat sich der Druck immer in Richtung der Pfeile 45 (Figur 1 und Figur 2) fortgesetzt. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich nun so oft, bis über den letzten Auslaßanschluß 10 auch die letzte Einzelkammer 39 gefüllt* ist. Danach wiederholt sich der beschriebene Vorgang noch einmal und es tritt nun das Druckmedium über die Austritte 26, wie dort von den Pfeilen dargestellt (Figur 1), in den Auslaßanschluß 11 und von dort ggf. über einen Schalldämpfer 43 in die freie Atmosphäre 38, bzw. in das nächste Einzelsteuergerät.

[0014] Zur Einstellung eines gewünschten Druckes der Einzelkammern 39 kann über die Steuerleitung 12 und die Eintrittsöffnung 37 im Hohlkörper 17 bzw. 18 die Membran 29 von außen mit Steuerdruck beaufschlagt werden. Hierdurch bedarf es eines größeren Innendruckes um die Membran abzuheben, damit das von der Druckquelle 44 gelieferte Druckmedium jeweils den nächsten Kanal erreicht. Mit diesem Steuerdruck ist somit der gewünschte Innendruck der Einzelkammern 39 problemlos einstellbar. Die Einstellung ist hierbei außerordentlich präzise möglich.

[0015] Zur einfachen Vervielfachung der Anschlüsse des Steuergerätes werden mehrere Einzelsteuergeräte zu einem Gesamtsteuergerät zusammengefaßt. Hierzu wird der Auslaßanschluß 11 eines vorhergehenden Gerätes mit dem Einlaßanschluß 1 eines nachfolgenden Gerätes verbunden. Hierbei kann das nachfolgende Gerät auch mit dem gleichen Steuerdruck beaufschlagt werden. Im nachfolgenden Gerät läuft dann der gleiche Vorgang ab, wie bereits beschrieben, so daß dann mit dem nachfolgenden Gerät weitere Einzelkammern oder weitere Einzelkammern einer nächsten Manschette jeweils nachfolgend gefüllt werden können

[0016] Zur Druckentlastung der Manschetten ist es bei genügend weicher Membran 29 lediglich erforderlich den Steuerdruck abzusenken oder auf den Wert 0 zu fahren. Wird eine Membran 29 mit erheblicher Eigenspannung verwendet, reicht dies nicht aus und es muß entweder für eine besondere Entlüftung gesorgt werden oder es muß die Steuerleitung 12 mit einem Vakuum geeigneter Größe beaufschlagt werden.

[0017] Insgesamt ist es gelungen ein besonders einfaches und absolut funktionssicheres Steuergerät für den gewünschten Zweck zu schaffen.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

[0018] 

1 Einlaßanschluß

2 Einlaßanschluß

3 Auslaßanschluß

4 Auslaßanschluß

5 Auslaßanschluß

6 Auslaßanschluß

7 Auslaßanschluß

8 Auslaßanschluß

9 Auslaßanschluß

10 Auslaßanschluß

11 Auslaßanschluß

12 Steuerdruckleitung

13 Steuerkörper

14 Steuerkörper

15 Steuerkörper

16 Anschlußscheibe

17 Hohlkörper

18 Hohlkörper

19 Stirnseite

20 Umfangsfläche

21 Stirnseite

22 Stirnseite

23 Stirnseite

25 0-Ring

26 0-Ring

27 0-Ring

28 0-Ring

29 Membran

30 Kanal

31 Kanal'

32 ringförmige Zwischenstege

33 ringförmige Kanäle

34 Austritt

35 Austritt

36 Austritt

37 Eintrittsöffnung

38 freie Atmosphäre

39 Einzelkammern

40 Manschette

41 Schlauchanschlußstück

42 Druckquelle

43 Schalldämpfer

44 Druckquelle

45 Pfeil

Ansprüche

1. Steuereinrichtung zum successiven Auffüllen von Einzelkammern mit einem gasförmigen Medium, gekennzeichnet durch einen Steuerkörper (13,14,15) mit einem Einlaßanschluß (1) und einer gewünschten Zahl von Auslaßanschlüssen (2-11) für das Medium, wobei mindestens für jeden Auslaßanschluß (2-11) im Steuerkörper (13,14,15) ein Kanal mit einem Austritt (34-36) an einer Außenfläche des Steuerkörpers (13,14,15) vorgesehen ist und wobei jeder Austritt (34-36) von einer alle Austritte (34-36) überdeckenden schmiegsamen Abdeckmembran (29) abgedeckt wird, wobei zwei oder mehr Steuerkörper miteinander verkettet sind derart, daß der Auslaßanschluß (11) eines vorangehenden Steuerkörpers mit dem Einlaßanschluß (1) eines nachfolgenden Steuerkörpers verbunden wird.

Zeichnung