DE10030250A1 - Drucksteuergerät - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Drucksteuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit wenigstens einem ein Drucksteuerventil (1) aufnehmenden Ventilträger (2), mit einem Drucksensor (3) zur Erfassung des hydraulischen Drucks in einem Druckmittelkanal (4) des Ventilträgers (2) sowie mit einer elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente aufweisenden Elektrobaugruppe (5), die über elektrische Kontakte (18) mit dem Drucksteuerventil (1) und dem Drucksensor (3) verbunden ist. Der Drucksensor (3) ist in einem zwischen dem Drucksteuerventil (1) und der Elektrobaugruppe (5) gelegenen Zwischenraum (17) positioniert, wobei wenigstens einer der mit dem Drucksensor (3) verbundenen Kontakte (18) durch einen Sensorträger (16) zur Elektrobaugruppe (5) führt. Der Sensorträger (16) befindet sich zumindest abschnittsweise innerhalb des Zwischenraums (17).
Description
Die Erfindung betrifft ein Drucksteuergerät, insbesondere
für Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Pa
tentanspruchs 1.
Ein Drucksteuergerät der vorgenannten Bauart ist bereits aus
der P 19514383 A1 bekannt. Dieses Drucksteuergerät weist
parallel zu mehreren Ventilreihen in einem Ventilblock ein
paar Drucksensoren auf, die unmittelbar im Ventilblock befe
stigt sind und die über einen auf dem Ventilblock aufgesetz
ten Deckel elektrisch kontaktiert werden. Dies erfordert
zwangsläufig einen Ventilblock, der hinsichtlich seiner Ab
messungen und seines Verbohrungsschemas an die Bedürfnisse
der Drucksensoren angepasst ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei ei
nem Drucksteuergerät der genannten Art die erwähnten Nach
teile zu vermeiden, so dass die Anordnung von Drucksensoren
die Auslegung und Fertigung des Ventilblocks möglichst nicht
beeinflusst.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Drucksteuergerät
der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehre
rer Ausführungsbeispiele anhand entsprechender Zeichnungen
hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionszeichnung für ein Drucksteuergerät,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer konstruktiven
Ausgestaltung des in Fig. 1 dargestellten Druck
steuergerätes im Bereich eines Elektromagnetven
tils,
Fig. 3 eine von Fig. 2 konstruktiv abweichende elektri
sche Kontaktierung und Anordnung eines Drucksen
sors an einem Elektromagnetventil,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen blockförmigen Ventilträ
ger, mit einem Sensorträger, mehreren auf den
Drucksteuerventilen angeordneten Drucksensoren und
einer Platine, die in einem den Ventilträger ver
schließenden Deckel gehalten ist,
Fig. 5 eine Perspektivdarstellung des im Sensorträger ge
haltenen Drucksensors.
Die Fig. 1 zeigt in nicht maßstäblicher Abbildung ein Druck
steuergerät, bestehend aus einem mehrere Drucksteuerventile
1 aufnehmenden Ventilträger 2, mit mehreren den Drucksteuer
ventilen 1 zugeordneten Drucksensoren 3 zur Erfassung des
hydraulischen Drucks in den Druckmittelkanälen 4, die sich
bis in die am Ventilträger 2 hervorstehenden Endabschnitte
der Drucksteuerventile 1 erstrecken, sowie mit einer elek
trischen und/oder elektronischen Bauelemente aufweisenden
Elektrobaugruppe 5, die über mehrere elektrische Kontakte 18
mit den Drucksteuerventilen 1 und den Drucksensoren 3 ver
bunden ist. Die Drucksensoren 3 sind in vorliegendem Ausfüh
rungsbeispiel an den in Grundstellung normalerweise ge
schlossenen Drucksteuerventilen 1 angebracht. Bei Wunsch
oder Bedarf ist jedoch gleichfalls eine derartige Anordnung
von Drucksensoren 3 an den in Grundstellung geöffneten
Drucksteuerventilen 1 möglich. Die in den drei parallelen
Ventilreihen X, Y, Z am blockförmigen Ventilträger 2 über
stehenden Bauteile der Drucksteuerventile 1 bilden gewisser
maßen mit den im rahmenförmigen Deckeln 6 der Elektrobau
gruppe 5 angeordneten Ventilspulen nach dem Aufsetzen des
Deckels 6 auf den Ventilträger 2 einen Magnetantrieb zur
elektromagnetischen Betätigung der Ventilhydraulik im Ven
tilträger 2. Die Drucksensoren 3 sind in einem die Elektro
baugruppe 5 von den Drucksteuerventilen 1 trennenden Zwi
schenraum 17 als scheibenförmige Drucksensormodule angeord
net. Ferner geht aus Fig. 1 hervor, dass auf der vom Deckel
6 abgewandten Stirnseite des Ventilträgers 2 ein Elektromo
tor 7 zum Antrieb einer Hydraulikpumpe 8 angeordnet ist, die
gleichfalls im Ventilträger 2 integriert ist. Der Elektromo
tor 7 ist über einen im Ventilträger 2 hindurchgeführten
Elektrostecker mit der im Deckel 6 angeordneten Elektrobau
gruppe 5 verbunden, so dass die elektrische Kontaktierung
nicht auf die Drucksensoren 3 und die Drucksteuerventile 1
beschränkt 1 ist.
Weitere Einzelheiten des Drucksteuergerätes sollen im fol
genden anhand der Fig. 2 erläutert werden.
Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig. 1
dargestellten Drucksteuergerätes im Bereich eines Elektroma
gnetventils 1. Bei diesem Drucksteuerventil 1 handelt es
sich um ein in Grundstellung geschlossenes Elektromagnetven
til, dessen Magnetantrieb im wesentlichen durch die auf das
hülsenförmige Ventilgehäuse 14 aufgesetzte Ventilspule 9,
den das Ventilgehäuse 9 verschließenden Magnetkern 10 und
den im Ventilgehäuse 14 beweglich angeordneten Magnetanker
11 besteht, der in Richtung auf den Ventilsitz 12 im Ventil
gehäuse 14 ein kugelförmiges Ventilschließglied 13 trägt.
Das Drucksteuerventil 1 erstreckt sich in die druckmittelfüh
renden Kanäle 4 innerhalb des Ventilträgers 2, die je nach
Anwendungsfall zu einem Bremsdruckgeber und/oder den Rad
bremsen einer Kraftfahrzeugbremsanlage führen.
Als eine Besonderheit der Erfindung ist hierbei die Anord
nung eines den Magnetkern 10 durchdringenden Druckmittelka
nals 15 anzusehen, der sich bis zu den zwischen dem Druck
steuerventil 1 und der Elektrobaugruppe 5 angeordneten
Drucksensor 3 erstreckt. Der Drucksensor 3 ist mittels eines
speziellen Sensorträgers 16 in dem Zwischenraum 17 des
Drucksteuergerätes positioniert. Aus dem Sensorträger 16
führen mit dem Drucksensor 3 verbundene elektrische Kontakte
18 zur Elektrobaugruppe 5 (Steuer- und Regelelektronik), die
in Fig. 2 lediglich symbolisch dargestellt ist.
Eine weitere Besonderheit des Drucksteuergerätes ist in der
gewählten Sensierung des im Druckmittelkanal 15 anstehenden
Drucks zu erkennen, wozu sich nämlich in den Magnetkern 10
ein Druckmessrohr 19 erstreckt, das über die im Magnetanker
11 eingelassene Längsnut 20 mit dem Hydraulikdruck am Ven
tilschließglied 13 hydraulisch verbunden ist.
Um Fertigungstoleranzen möglichst unbeschadet bei der Sen
sormontage überbrücken zu können, ist entweder das Druck
messrohr 19, der Drucksensor 3 oder der Sensorträger 16 to
leranzausgleichend angeordnet. Dies kann beispielhaft durch
ein nachgiebig gelagertes und/oder nachgiebig verformbares
Druckmessrohr 19 erfolgen, wozu gemäß der Fig. 2 in den Ma
gnetkern 10 ein verformbares Dichtelement 21 eingesetzt ist.
Zur Montageerleichterung des Druckmessrohres 19 weist der
Magnetkern 10 in Richtung des Druckmittelkanals 15 eine
Trichteröffnung 22 auf. Das sich in den Sensorträger 16 er
streckende Ende des Druckmessrohres 19 kann bei Bedarf ela
stisch mit dem Drucksensor 3 im Sensorträger 16 aufgenommen
werden, während der Sensorträger 16 zur Aufnahme der auf den
Drucksensor 3 einwirkenden hydraulischen Druckkraft eine
möglichst steife Gehäusestützstruktur aufweist, die im vor
liegenden Ausführungsbeispiel zur Aufnahme der Reaktions
kraft am Ventilträger 2 befestigt ist. Zur Dämpfung mögli
cher Druckpulsationen in Richtung des Drucksensors 3 befin
det sich im Magnetkern 10 eine Drossel 23, die bei Bedarf
auch an eine andere Stelle der Drucksensorstrecke innerhalb
des Drucksteuerventils 1 verlagert werden kann.
Die Fig. 3 zeigt abweichend von der Ausführungsform nach
Fig. 2 eine unmittelbar in eine Ausnehmung 24 des Magnet
kerns 10 eingesetzten Drucksensor 3, der kraft-, form- oder
stoffschlüssig, beispielsweise mittels Laserschweißung am
Außenbereich des Magnetkerns 10 befestigt ist. Je nach ge
wählter Befestigungsart kann der Drucksensor 3 auch unter
Verwendung von Elastomer-Dichtungen im Magnetkern 10 gela
gert werden. Die zur Platine 25 der Elektrobaugruppe 5 füh
renden elektrischen Kontakte 18 des Drucksensors 3 sind vor
zugsweise als Federkontakte 18a oder Einpresskontakte 18b
ausgeführt. Dies soll allerdings nicht die Verwendung von
Löt- und Schweißkontaktierung ausschließen. Die elektrischen
Kontakte 18 können ferner durch die Verwendung eines aus
Dichtungsgel, plastischer oder elastischer Vergussmasse be
stehenden Sensorträgers 16 gegen Beschädigung geschützt wer
den. Handelsübliche Kunststoffe eignen sich gleichfalls als
Konstruktionsmaterial für den Sensorträger 16.
Einen Überblick über den weiteren Aufbau des schenkelförmi
gen Sensorträgers 16 als auch bezüglich der weiteren rele
vanten Bauteile soll nachfolgend anhand der Fig. 4 gegeben
werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen blockförmigen
Ventilträger 2, der im wesentlichen dem in Fig. 1 angegebe
nen Gesamtaufbau für ein Drucksteuergerät entspricht. Abge
bildet sind in Fig. 4 zwei Ventilreihen X, Y, wobei sich der
Ventilreihe X zugeordnet ein gabelförmig geöffneter Sensor
träger 16 erstreckt, in dessen genuteten zangenförmigen Aus
sparungen 16a scheibenförmige Drucksensoren 3 eingesetzt
sind, die über flexible elektrische Kontakte 18 mit einer im
wesentlichen rechteckigen Platine 25 verbunden sind. Die
Platine 25 ist in ihrer Kontur an die gabelförmige Sensor
aufnahme des Sensorträgers 16 angepasst und erstreckt sich
somit mit ihren zu den Ventilspulen 9 der Drucksteuerventile
1 gerichteten Leiterbahnen 26 beiderseits der als Aussparung
16a dargestellten Aufnahmezangen für die Drucksensoren 3 in
die gabelförmigen Ausschnitte des Sensorträgers 16. Der Sen
sorträger 16 ist mittels zweier symbolisch dargestellter
Haltepunkte 16b entweder mit der Stirnfläche des Ventilträ
gers 2 (siehe hierzu die Ausführung des Sensorträgers 16 in
Fig. 2) oder bei Bedarf mit dem die Elektrobaugruppe 5 auf
nehmenden Deckel 6 verbunden, dessen Rahmen in Fig. 4 zu er
kennen ist. Die Anordnung der Drucksensoren 3 im Deckel 6
vereinfacht in der Fertigung die Funktionsprüfung aller im
Deckel 6 angeordneten elektrischen und elektronischen Bau
gruppen auf einem einzigen Prüfvorgang, so dass der Ventil
träger 2 mit seinen hydraulischen Funktionsgruppen während
der elektrotechnischen Prüfung der Elektrobaugruppe 5 und
der Drucksensorik nicht benötigt wird. Somit ist eine von
einander unabhängige Qualitätskontrolle der hydraulischen
und elektronischen Baugruppen möglich. Die Drucksensoren 3
sind demnach Bestandteil der Elektrobaugruppe 5 und werden
nach der Funktionsprüfung über die kurzen kanülenartigen
Druckmessrohre 19 beim Aufsetzen des Deckels 6 auf den Ven
tilträger 2 konzentrisch zu den Ventilachsen in die Ventil
gehäuse 8 der Drucksteuerventile 1 eingeführt.
Die vorgeschlagene Erfindung eröffnet zugleich die Möglich
keit zur Anordnung einer zwischen dem Hydraulikteil
(Ventilträger 2) und dem Elektronikteil (Elektrobaugruppe 5)
befindlichen Sensorbaugruppe, die durch den als Sammelschie
ne ausgebildeten Sensorträger 16 als eine eigenständig hand
habbare und vorprüfbare Unterbaugruppe für das Drucksteuer
gerät automatengerecht geprüft und montiert werden kann.
Die Perspektivdarstellung des bereits zuvor erläuterten Sen
sorträgers 16 verdeutlicht die geschickte zangen- bzw. klem
menartige Aufnahme des innerhalb eines scheibenförmigen Auf
nahmekopfs 19a des Druckmeßrohrs 19 angeordneten Drucksen
sors 3, der gewissermaßen im Aufnahmekopf 19a eingebettet
ist. Dies ist auch bereits in einer Seitenansicht der Bau
teile in Fig. 2 zu erkennen. Der Drucksensor 3 ist somit
als im Aufnahmekopf vormontierte Baugruppe in die zangenar
tigen Schenkeln des Sensorträgers 16 eingeschoben. Dieser
läßt sich entsprechend der Fig. 4 zu einer Halteleiste für
mehrere Drucksensoren 3 erweitern. Unabhängig von der ge
wählten Aufnahme und Ausführung des Drucksensors 3 ist mit
diesem Sensorträger 16 eine einfache, universell zu verwen
dende Halterung für die Drucksensorik geschaffen. Gleiches
gilt für die universellen Ausführungsmöglichkeiten der elek
trischen Kontakte 18, die in Fig. 5 durch den Aufnahmekopf
19a geführt sind.
In jedem Fall lassen sich durch die vorgestellten Einzelhei
ten der Erfindung erhebliche Vorteile gegenüber dem bekann
ten Stand der Technik erzielen. Dies sind u. a.:
- - Optimale Platzierung der Drucksensoren auf kleinstem Bau raum
- - Verkleinerung des Drucksteuergerätes
- - Einsparung von Bohroperationen im Ventilträger
- - Einsparung von Material
- - Einsparung von Prüf- und Montagematerial
- - Einsparung von Prüf- und Montagezeiten
- - Klare Untergliederung nach Elektronik- und Hydraulikbau gruppen
- - Keine störanfälligen Kontaktierungen
- - Reduzierung von Lufteinschlüssen im Ventilträger
- - Beliebig erweiterbare Drucksensoranschlüsse, ohne den Ven tilträger ändern zu müssen.
1
Drucksteuerventile
2
Ventilträger
3
Drucksensor
4
Druckkanal
5
Elektrobaugruppe
6
Deckel
7
Elektromotor
8
Pumpe
9
Ventilspule
10
Magnetkern
11
Magnetanker
12
Ventilsitz
13
Ventilschließglied
14
Ventilgehäuse
15
Druckmittelkanal
16
Sensorträger
16
a Aussparung
17
Zwischenraum
18
Kontakt
19
Druckmessrohr
19
a Aufnahmekopf
20
Längsnut
21
Dichtelement
22
Trichteröffnung
23
Drossel
24
Ausnehmung
25
Platine
26
Leiterbahn
Claims (11)
1. Drucksteuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsan
lagen, mit wenigstens einem ein Drucksteuerventil auf
nehmenden Ventilträger, mit einem Drucksensor zur Erfas
sung des hydraulischen Drucks in einem Druckmittelkanal
des Ventilträgers sowie mit einer elektrischen und/oder
elektronischen Bauelemente aufweisenden Elektrobaugrup
pe, die über elektrische Kontakte mit dem Drucksteuer
ventil und dem Drucksensor verbunden ist, gekennzeichnet
durch nachfolgende Merkmale:
- - der Drucksensor (3) ist zumindest abschnittsweise in einem zwischen dem Drucksteuerventil (1) und der Elek trobaugruppe (5) gelegenen Zwischenraum (17) positio niert,
- - wenigstens einer der mit dem Drucksensor (3) verbunde nen Kontakte (18) führt aus einem Sensorträger (16) zur Elektrobaugruppe (5),
- - der Sensorträger (16) befindet sich zumindest ab schnittsweise innerhalb des Zwischenraums (17).
2. Drucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass die Elektrobaugruppe (5) eine Platine (25)
aufweist, die von einem flüssigkeitsdichten Deckel (6)
und/oder einer Vergussmasse umschlossen ist, so dass die
Platine (25) mit dem Deckel (6) und/oder die Verguss
masse eine vorprüfbare modulare Baugruppe bildet, die
mittels Steck-, Press- oder Lötkontaktierung mit dem
Drucksensor (3) im Sensorträger (16) elektrisch verbun
den ist.
3. Drucksteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Drucksensor (3) entweder unmittelbar
an einem Druckmittelkanal (15) des Drucksteuerventils
(1) oder mittelbar über ein aus dem Drucksteuerventil
(1) hervorstehendes Druckmessrohr (19) mit dem Druckmit
telkanal (15) im Drucksteuerventil (1) verbunden ist,
der durch den Magnetkern (10) zu dem in das Drucksteuer
ventil (1) einmündenden Druckkanal (4) führt.
4. Drucksteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (3)
toleranzausgleichend, wenigstens quer beweglich zur
Längsachse des Drucksteuerventils (1) angeordnet ist.
5. Drucksteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, dass der Toleranzausgleich entweder über einen
nachgiebig gestalteten Sensorträger (16) oder über ein
nachgiebig gelagertes und/oder verformbares Druckmess
rohr (19) erfolgt.
6. Drucksteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (16)
aus einem plastischen oder elastischer Vergussmasse her
gestellt ist.
7. Drucksteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, dass der Sensorträger (16) zur Aufnahme von hydrau
lischen Reaktionskräften auf das Druckmessrohr (19) und
auf den Drucksensor (3) eine steife Gehäusestützstruktur
aufweist, die zur Aufnahme der Reaktionskräfte mit dem
Ventilträger (2) oder mit einem den Ventilträger ver
schließenden Deckel (6) verbunden ist.
8. Drucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass zur Dämpfung von Druckpulsationen in Richtung
des Drucksensors (3) im Bereich des den Magnetantrieb
durchquerenden Druckmittelkanals (15) eine Drossel (23)
vorhanden ist.
9. Drucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass der Drucksensor (3) mittels Kraft-, Form- oder
Stoffschluss am Magnetantrieb befestigt ist.
10. Drucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass der Drucksensor (3) als Steckmodul ausgeführt
ist, das an einem Ende ein Druckmessrohr (19) aufweist,
das in den Magnetantrieb des Drucksteuerventils (1) ein
gefügt ist.
11. Drucksteuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, dass auf der vom Druckmessrohr (19) abgewandten
Stirnseite der Drucksensor (3) von einem Sensorträger
(16) aufgenommen ist, der entweder an einem Deckel (6)
oder an einem auf den Deckel (6) aufsetzbaren Ventilträ
ger (2) befestigt ist.
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