DE102007052697A1

DE102007052697A1 - Magnetventileinheit für eine elektropneumatische Steuerung, insbesondere für einen Druckmodulator eines Nutzfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007052697A1
Application number: DE102007052697A
Authority: DE
Inventors: Peter Homann; Bernd-Joachim Kiel; Juan Rovira-Rifaterra; Hartmut Schappler; Andreas Teichmann; Ingo Torhoff
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-05-07
Also published as: CN101428608B; US20090114865A1; US8246121B2; CN101428608A; FR2923574B1; FR2923574A1; CN201376566Y

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnetventileinheit für eine elektropneumatische Steuerung, insbesondere eine Vorsteuereinheit eines elektropneumatischen Druckmodulators eines Fahrzeuges, wobei die Magnetventileinheit (1, 28, 30) aufweist: ein Venteiluntergehäuse (2) mit Druckluftbohrungen (5a, 5b, 5c, 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 15, 14), Magnetventile (9a, b, c) mit Magnetspulen (6a, b, c) und verstellbaren Magnetankern (8a, b, c) und elektrische Zuleitungen (17a, b, c, d) zu den Magnetspulen (6a, b, c). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Magnetspulen (6a, b, c) außerhalb des Ventiluntergehäuses (2) angeordnet sind, in oder auf das Ventiluntergehäuse (2) mindestens ein Drucksensor (12) zur Messung mindestens eines pneumatischen Drucks (p2) in einer Druckluftbohrung (15) des Ventiluntergehäuses (2) gesetzt ist und die elektrischen Zuleitungen (17a, b, c, d) der Magnetspulen (6a, b, c) und elektrische Zuleitungen (17e, f, g) des Drucksensors (12) zu einer gemeinsamen elektrischen Schnittstelle (20, 29, 34) verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetventileinheit für eine elektropneumatische Steuerung, die insbesondere in einem Druckmodulator eines Nutzfahrzeuges einsetzbar ist.
Die Magnetventileinheit kann insbesondere in einer Vorsteuereinheit für einen Druckmodulator eines Nutzfahrzeuges eingesetzt werden. Eine derartige Vorsteuereinheit steuert mit ihren Magnetventilen ein Luftmengen verstärkendes Relaisventil an, das wiederum ein oder mehrere Kanäle ansteuern kann. Bei Verwendung in einem elektropneumatischen Bremssystem, z. B. einem elektronisch geregelten Bremssystem (EBS) für Anhängerfahrzeuge, werden durch das Relaisventil Radbremsmodule mit Bremszylindern für die Radbremsen angesteuert.
Die DE 100 09 116 A1 zeigt eine Vorsteuereinheit für einen Bremsdruckmodulator in einem Anhänger mit elektronischer Bremsanlage. Hierbei sind die Magnetventile als Patronen-Magnetventile ausgeführt, deren Ventilpatrone in ein Gehäuse mit Magnetspule gesetzt wird. Bei der Herstellung wird zuerst die Magnetspule in das Gehäuse eingelegt und anschließend die Ventilpatrone in einer Montagerichtung in das Gehäuse eingeschoben und mit dem Gehäuse verbunden. Die Vorsteuereinheit weist eine pneumatische und eine elektrische Schnittstelle auf.
Die DE 10 2004 035 763 A1 zeigt eine Ventilsteuereinrichtung, die vorzugsweise als Ventilsteuereinheit für zwei Bremskanäle einer elektronisch-pneumatischen Bremsanlage vorgesehen ist. Sie weist drei Ventileinheiten auf, die jeweils als Ventil-Modulator-Einrichtung für einen Bremsdruckregelkreis ausgebildet sind; hierbei ist ein Belüftungsventil mit einem Primäranker und ein Entlüftungsventil mit einem Sekundäranker vorgesehen, wobei die beiden Magnetanker eine gemeinsame Ankerführungsanordnung und ein gemeinsames Magnetspulensystem aufweisen und bei unterschiedlichen Stromstärken schalten. Somit kann eine Belüftung des nachfolgenden Radmoduls, ein Halten des eingegebenen Drucks und ein Entlüften mittels eines gemeinsamen Magnetspulensystems verwirklicht werden.
Derartige Ventilsteuereinheiten bzw. Vorsteuereinheiten sind jedoch im Allgemeinen komplex aufgebaut und erfordern einen großen Bauraum. Insbesondere ist die Herstellung eines Hauptgehäuses und weiterer Bauteile und die pneumatische Luftführung durch diverse Luftkanäle, Dichtungen und gegebenenfalls Schläuchen zwischen den verschiedenen Bauteilen aufwändig. Auch die Anbringung der Magnetspulen und Drucksensoren und die Kontaktierung mit der Elektronik über die separaten Schnittstellen ist aufwändig.
Im Falle eines Defektes an den Sensoren, den Ventilen oder der Elektronik ist hierbei ein Austausch der gesamten Ventilsteuereinheit erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetventileinheit für eine elektropneumatische Steuerung zu schaffen, die bei kostengünstiger Herstellung eine vielseitige Einsetzbarkeit bei geringem Bauraum ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Magnetventileinheit nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen. Hierbei ist ergänzend der gesamte Druckmodulator aus der Magnetventileinheit, der einer elektronischen Steuereinrichtung und dem angeschlossenen Relaisventils vorgesehen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, Magnetventile und einen Drucksensor in einer gemeinsamen Baueinheit zu integrieren. Hierbei ist ein gemeinsames Ventiluntergehäuse aus insbesondere Metall mit Druckluftbohrungen vorgesehen, in die von der Oberseite her die Magnetventile und der Drucksensor ganz oder teilweise eingesetzt werden. Hierbei können insbesondere die Magnetanker mit einem Führungsrohr oder einer Patrone bzw. Cartridge in eine entsprechend große Bohrung des Ventiluntergehäuses eingesetzt werden.
An die Magnetventile und den Drucksensor sind somit direkt Druckluftbohrungen im Ventiluntergehäuse angeschlossen, wobei der Drucksensor vorzugsweise über eine Druckluftbohrung mit einem angeschlossenen weiteren Relaisventil oder auch einem der Magnetventile verbunden ist. Erfindungsgemäß können auch mehrere Drucksensoren zur Messung mehrerer Drücke vorgesehen sein. Bei Einsatz als Vorsteuereinheit für einen Druckmodulator können insbesondere ein Einlassventil, ein Auslassventil sowie ein Redundanzventil zur Gewährleistung einer pneumatischen Rückfallebene vorgesehen sein.
Bei einem derartigen Redundanzventil kann bei Erkennen einer Störung in der elektrischen Ansteuerung der elektromagnetischen Ventile, insbesondere bei einem Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung, selbsttätig auf eine pneumatisch gesteuerte Druckregelung umgeschaltet werden.
Das Einlassventil, Auslassventil und das Redundanzventil sind vorteilhafterweise in einer Reihe nebeneinander angeordnet, wozu in dem Ventiluntergehäuse drei entsprechende Bohrungen von der Oberseite her ausgebildet und an weitere Druckluftbohrungen im Ventiluntergehäuse angeschlossen sind. Der Drucksensor kann hierbei in der gleichen Reihe wie die Magnetventile oder auch mittig zu diesen versetzt vorgesehen sein. Hierbei misst der Drucksensor vorzugsweise den Ausgabedruck des angeschlossenen luftmengenverstärkenden Relaisventils.
Alternativ zu einer derartigen Vorsteuereinheit kann erfindungsgemäß auch eine Magnetventileinheit mit z. B. zwei Magnetventilen geschaffen werden.
Erfindungsgemäß ist eine gemeinsame elektrische Kontaktierung sowohl der Magnetspulen der Magnetventile als auch der Anschlüsse des Drucksensors an eine gemeinsame elektrische Schnittstelle vorgesehen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform kann hierzu ein gemeinsamer Leadframe bzw. Stanzrahmen (Leiterrahmen) vorgesehen sein, der die Magnetspulen und den Drucksensor mit seinen einzelnen Leads (Leitungen) kontaktiert und zu der elektrischen Schnittstelle führt. Der Leadframe ist hierbei in einem Steuerblock eingespritzt, wobei vorzugsweise auch die Magnetspulen in den Steuerblock eingespritzt sind. Die erfindungsgemäße Magnetventileinheit gemäß dieser Ausführungsform wird somit im Wesentlichen aus dem Ventiluntergehäuse und dem dichtend aufgesetzten Steuerblock gebildet. Der Drucksensor wird vorzugsweise nicht bei der Herstellung des Steuerblocks mit eingespritzt, da er hierbei hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt werden würde; erfindungsgemäß wird der Drucksensor vorteilhafterweise erst nachträglich in oder an dem gespritzten Steuerblock befestigt; diese Befestigung kann insbesondere an der Unterseite des Steuerblocks erfolgen, z. B. in einer entsprechenden Kavität des Steuerblocks. Hierbei kann der Drucksensor z. B. gesteckt, geschraubt oder auch nur über seine elektrische Kontaktierung angebunden werden. Die Abdichtung zwischen dem Steuerblock und dem Ventiluntergehäuse kann durch einen umlaufenden Dichtring erfolgen. Die elektrische Kontaktierung kann z. B. über Schweißen, Stecken oder Löten erfolgen.
Es wird somit eine kompakte Magnetventileinheit gebildet, die auf engem Bauraum eine vollständige elektrische Kontaktierung zu der elektrischen Schnittstelle und pneumatische Druckluftbohrungen in dem Ventiluntergehäuse zum Anschluss einer pneumatischen Schnittstelle aufweist. Als elektrische Schnittstelle kann hierbei zum einen ein in dem Steuerblock ausgebildeten Stecker vorgesehen sein, der direkt zum Anschluss an einen Stecker eines Kabelbaums dienen kann. Alternativ hierzu können die Leads bzw. Zuleitungen auch derartig aus dem Steuerblock herausragen, so dass sie direkt als elektrische Steckkontakte oder Lötpins zur Aufnahme einer Leiterplatte oder eines anderen Schaltungsträgers, insbesondere einer ECU-Platine mit elektronischer Steuereinheit dienen können. Somit wird durch die Magnetventileinheit mit dem aufgesetzten Schaltungsträger eine Mechatronik als kompakte Baueinheit ausgebildet.
Alternativ zur Ausbildung eines gespritzten Steuerblocks mit Leadframe können die Magnetventile gemäß einer zweiten Ausführungsform auch an ein gemeinsames Jochblech angeschlossen sein, das vorzugsweise elektrisch bzw. galvanisch mit dem metallischen Ventiluntergehäuse gekoppelt ist. Das Jochblech erstreckt sich somit über die vorzugsweise wiederum in Reihe angeordneten Magnetventile. Der Sensor wird hierbei mit dem Jochblech in das Ventiluntergehäuse hineingedrückt, wobei ergänzend eine Befestigung über metallische Schrauben erfolgen kann.
Der Drucksensor ist hierbei vorzugsweise direkt an dem Schaltungsträger, z. B. einer Leiterplatte, einer Flexfolie oder einem Flexband bzw. Leitungsband kontaktiert. Bei Verwendung einer Leiterplatte kann der Drucksensor auch direkt von dieser mechanisch getragen werden. Bei einer derartigen Ausführungsform kann das Jochblech als Masseanschluss und somit zur Ableitung von EMV-Störungen bzw. als EMV-Masse dienen. Somit ist auch bei z. B. Anschluss an einem Kunststoffbauteil oder einem Defekt in der Massezuleitung eine EMV-Abschirmung und Massefunktion über das Jochblech möglich. Das Jochblech kann hierbei insbesondere neben dem Schaltungsträger vorgesehen sein. Somit kann bei allen Ausführungsformen eine kurze Zuleitungslänge zu den Magnetspulen erreicht werden.
Erfindungsgemäß können bei allen Ausführungsformen zusätzlich zu dem Drucksensor auch noch weitere elektrische Einheiten vorgesehen sein, insbesondere Sensoren, z. B. ein Wegsensor oder Feuchtesensor, und/oder Aktuatoren und/oder Klein-Elektroniken bzw. kleine elektronische Einheiten, z. B. Timerelektronik, Peak-and-Hold-Steuerung. Diese weiteren elektrischen Einheiten können wie der Drucksensor an der gemeinsamen elektrischen Schnittstelle angebunden werden; bei der Ausführungsform mit Leadframe können sie entsprechend an der Unterseite des gespritzten Steuerblocks aufgenommen sein.
Erfindungsgemäß ist bei einem Defekt an den Sensoren, den Ventilen oder der Elektronik ein separater Ersatz des betreffenden Bauteils ohne einen Austausch der gesamten Ventilsteuereinheit möglich.
Indem die gesamte Magnetventileinheit mit dem Drucksensor und den Magnetventilen beim Zulieferanten montiert werden kann, werden Kosten bei der Gerätemontage eingespart. Es entfällt gegenüber herkömmlichen Systemen die pneumatische Verbindung durch z. B. Röhrchen zu einem Schaltungsträger, wie sie oftmals vorgesehen ist, wenn der Drucksensor auf dem Schaltungsträger, z. B. einer Leiterplatte, sitzt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1a, b Schnitte durch eine Magnetventileinheit einer ersten Ausführungsform zum Anschluss an einen Stecker eines Kabelbaums;
2 eine weitere Magnetventileinheit im Schnitt als Mechatronik zum Anschluss an eine Steuerplatine;
3 eine Magnetventileinheit einer weiteren Ausführungsform mit direktem Anschluss der Magnetventile und des Drucksensors an eine Leiterplatte, im Schnitt;
4 ein Schaltplan der elektrischen Beschaltung der Magnetventileinheit der 3.
Eine Magnetventileinheit 1 weist gemäß 1 ein Ventiluntergehäuse 2 (Ventilunterteil) z. B. aus Metall sowie einen aufgesetzten Steuerblock 3 aus gespritztem Kunststoff auf, dessen Material in den gezeigten Schnittansichten der Anschaulichkeit halber nicht schraffiert gezeigt ist. Zwischen dem Steuerblock 1 und dem Ventiluntergehäuse 2 ist mindestens eine Dichtung 4 vorgesehen.
In dem Ventiluntergehäuse 2 sind Bohrungen 5a, b, c von der Oberseite her als Sackbohrungen ausgebildet. In dem Steuerblock 3 sind drei Magnetspulen 6a, b, c aufgenommen, an deren Unterseite jeweils ein Ventilführungsrohr 7a, 7b, 7c nach unten in die Bohrungen 5a, b, c ragt und in diesen über jeweils eine Dichtung 19 abgedichtet ist. Die Magnetspulen 6a, b, c mit den Ventilführungsrohren 7a, b, c nehmen jeweils einen Magnetanker 8a, b, c auf, der federvorgespannt auf einem Ventilsitz 9a, b, c aufsitzt und bei Bestromung der Magnetspulen 6a, b, c nach oben in diesen hineingezogen wird. Somit werden drei Magnetventile 9a, b, c gebildet, die jeweils eine Magnetspule 6a, b, c, ein Ventilführungsrohr 7a, b, c und einen verstellbar aufgenommenen Magnetanker 8a, b, c aufweisen.
Die Magnetventile 9a, b, c dienen der Steuerung von in dem Ventiluntergehäuse 2 ausgebildeten Druckluftbohren 10a, 11a bzw. 10b, 11b; 10c, 11c. Hierbei können insbesondere ein Einlassventil 9a, ein Auslassventil 9b und ein Redundanzventil 9c vorgesehen sein, das zum Umschalten auf eine rein pneumatische Rückfallebene z. B. bei Ausfall der elektrischen Steuerung dient und eine vollständig pneumatische Druckmodulation ermöglicht. Das Magnetventileinheit 1 dient zusammen mit der elektronischen Steuereinrichtung als Vorsteuereinheit, an die in an sich bekannter Weise ein Relaisventil angeschlossen ist. Hierdurch wird ein Druckmodulator zur Bremsdruckmodulation in einem pneumatisch gebremsten Fahrzeugen.
Die Magnetventile 9a, b, c können sowohl 2/2- als auch 3/2-Wegeventile sein, je nach gewähltem Ventileinsatz und Ausbildung der Bohrungen im Ventiluntergehäuse 2.
Weiterhin ist ein Drucksensor 12 in einer Kavität 13 an der Unterseite des Steuerblocks 3 aufgenommen. Der Drucksensor 12 ist in eine breite Bohrung 14 der Oberseite des Ventiluntergehäuses 2 eingesetzt und dort entsprechend wiederum über eine Dichtung 19 abgedichtet, und ragt in eine sich im Ventiluntergehäuse 2 an die Bohrung 14 anschließende Bohrung 15 mit kleinerem Querschnitt, die z. B. mit einer der Bohrungen 10a, b, c, 11a, b, c oder gegebenenfalls einer von den Magnetventilen 9a, b, c abgehenden weiteren Bohrung verbunden ist, zur Messung eines Drucks, vorzugsweise eines Ausgabedrucks bzw. Bremsdrucks eines an die Vorsteuereinheit angeschlossenen luftmengenverstärkenden Relaisventils. Falls der Drucksensor 12 als Differenzdrucksensor ausgebildet ist, kann er mit einem Entlüftungskanal der Magnetventile 9a, b, c oder des angeschlossenen Relaisventils verbunden sein. Hierbei können Staudrücke an der Entlüftung durch geeignete Drosseln vom Drucksensor 12 ferngehalten werden.
Die elektrische Kontaktierung erfolgt über ein Leadframe 16 (Stanzrahmen, Leitungsgitter), das in den Steuerblock 3 eingespritzt ist. Der Leadframe 16 weist gemäß der gezeigten Ausführungsform sieben Leads bzw. Leitungen 17a bis 17g auf, wobei die Magnetspulen in ihrem unteren Bereich jeweils an eine gemeinsame Masseleitung 17d angeschlossen sind und in ihrem oberen Bereich an Leitungen 17a, b, c angeschlossen sind. Weiterhin verlaufen von dem Drucksensor 12 drei Leitungen 17e, f, g nach oben. Sämtliche Leitungen 17a–g verlaufen zu einen Stecker 20, der an der Oberseite des Steuerblocks 3 ausgebildet ist und zum Anschluss an einen Stecker eines Kabelbaums des Fahrzeugs dient.
Die Kontaktierung der Anschlusspins bzw. Anschlussbeinchen 22, 23 der Magnetspulen 6a, b, c und des Drucksensors 12 kann gemäß dem seitlichen Schnitt der 1b über Schweißverbindungen und/oder Lötverbindungen 24 mit dem Leadframe 17 erfolgen. Zur Herstellung der Magnetventileinheit 1 der 1 können somit zunächst die Magnetspulen 6a, b, c mit dem Leadframe 16 bzw. seinen Leitungen 17a–g kontaktiert werden und nachfolgend der Steuerblock 3 um den Leadframe 16 und vorteilhafterweise auch die aufgenommenen Magnetspulen 6a, b, c gespritzt werden. Der Drucksensor 12 wird vorteilhafterweise erst nachfolgend in die Kavität 13 an der Unterseite des Steuerblocks 3 eingesetzt und mit dem Leadframe 16 kontaktiert. Die so gebildete Anordnung wird nachfolgend in das Ventiluntergehäuse 2 eingesetzt und z. B. verschraubt.
Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform 1 kann in die Bohrungen 5a, b, c auch jeweils eine Ventilpatrone bzw. Cartridge, d. h. ein Einsatz zur Ausbildung des Ventilsitzes aufgenommen sein.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform, die in wesentlichen Elementen mit der Ausführungsform der 1a, b übereinstimmen. Hierbei ist an der Oberseite des Steuerblocks 3 jedoch kein Stecker 20 ausgebildet, sondern die Leitungen 17a–g ragen nach oben aus dem Steuerblock 3 als Lötpins oder Steckkontakte hinaus, zur Aufnahme eines Schaltungsträgers, insbesondere einer Platine mit einer elektronischen Steuereinrichtung (ECU). Die Magnetventileinheit 28 der 2 kann somit direkt mit der aufgesteckten Platine als separate Mechatronik-Einheit dienen.
Bei der Magnetventileinheit 30 der 3, 4 sind die Magnetventile 9a, b, c wiederum seitlich nebeneinander angeordnet mit Magnetspulen 6a, b, c, die jeweils wiederum einen Magnetanker 8a, b, c aufnehmen, der entsprechend 1, 2 nach unten in ein Ventiluntergehäuse 2 gesetzt ist.
Weiterhin ist auch bei dieser Ausführungsform ein Drucksensor 12 vorgesehen, der allerdings gemäß 3 nicht neben den drei Magnetventilen 9a, b, c, sondern hierzu versetzt, d. h. in 3 vor den drei Magnetventilen 9a, b, c angeordnet ist. Hierbei ist in der Ansicht der 3 das mittlere Magnetventil 9b mit der Magnetspule 6b teilweise verdeckt durch den Drucksensor 12.
Gemäß 3 ist ein Jochblech 35 vorgesehen, das vorzugsweise als C-Bügel die Magnetspulen umgreift. Oberhalb des Jochblechs 35 ist bei dieser Ausführungsform eine Halteplatte 32, z. B. aus Metall oder auch aus Kunststoff, vorgesehen, die insbesondere zur mechanischen Fixierung des linken Magnetventils 9a dient, wobei das Magnetventil 9 bei der gezeigten Ausführungsform im stromlosen Zustand in seine offene Stellung vorgespannt ist, wobei sein Magnetanker 8a wie gezeigt nach oben herausragen kann.
Das Jochblech 35 liegt auf der Oberseite der Magnetspulen 9a, b, c an und ist mitsamt der Halteplatte 32 über seitliche Schrauben 33 am Ventiluntergehäuse 2 befestigt. Hierzu kann das Ventiluntergehäuse 2 seitlich hochgezogen sein, um dort die Schrauben 33 aufzunehmen.
Die Kontaktierung der Magnetspulen 6a, b, c sowie des Drucksensors 12 erfolgt bei dieser Ausführungsform direkt an einen Schaltungsträger, vorzugsweise eine Platine 34. Hierbei können die Anschlussstifte 12a, b, c des Drucksensors 12 direkt in die Leiterplatte 34 gesteckt werden. Vorteilhafterweise ist der Drucksensor 12 an seiner Oberseite auch mechanisch an der Leiterplatte 34 mittels seitlicher Haltestifte 36 befestigt. Entsprechend sind auch die Magnetspulen 6a, b, c jeweils über Kontakte 26-1 und 26-2 mit der Leiterplatte 34 kontaktiert, wobei die Kontakte 26-1 und 26-2 insbesondere Steckkontakte sein können. Die Leiterplatte 34 ist vorzugsweise neben, d. h. in 3 vor dem Jochblech 32 positioniert. Die elektronische Steuereinrichtung (ECU) 39 kann direkt auf der Leiterplatte 34 aufgesetzt sein.
Indem gemäß 3 der Drucksensor 12 in einer mittigen, symmetrischen Position vor den drei Magnetventilen 9a, b, c positioniert ist, sind bei mehrkreisigen Anwendungen zueinander gedrehte spiegelbildliche Einbauorte in den Modulatoren möglich. Die magnetische Feldeinkopplung in den Drucksensor 12 ist hierbei minimal.
Hierbei ist der Drucksensor 12 in Anschlüssen bzw. Anschlussstiften 12a, b, c an der Leiterplatte 34 angeschlossen. Vorzugsweise hat der Drucksensor in der Richtung senkrecht zur gezeigten Schnittebene, d. h. aus der Papierebene heraus hinreichend Toleranzfreiheit und ist in 3 nach links und rechts mit Klemmpassung aufgenommen. Somit hat der Drucksensor 12 Spiel bzw. Toleranzfreiheit senkrecht zur axialen Einsetzrichtung (in 3 nach unten) und senkrecht zur Verbindungslinie seiner Anschlussstifte 12a, b, c. Bei einer mechanischen Verstellung werden somit die Anschlussstifte 12a, b, c bzw. seine elektrische Kontaktierung nicht belastet, da der Drucksensor senkrecht zu dieser Kontaktierebene ausweichen kann.
Anstelle der Leiterplatte 34 kann z. B. auch ein flexibler Schaltungsträger, z. B. eine Flexfolie (flexible Folie) oder ein Leitungsband, z. B. ein Flachbandkabel, oder auch Einzelleitungen verwendet werden, vorzugsweise in Kombination mit einem mechanischen Halter. Die Gegenverbindung an der Steuereinrichtung (ECU) der Vorsteuereinheit kann jeweils gelötet oder gesteckt sein.
Die Ausführungsform der 3 zeigt somit ein Modulsystem zum Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen, bei dem wahlweise geeignete Ventilpatronen-Einsätze in die Magnetspulen 6a, b, c gesetzt werden können und auch unterschiedliche Drucksensoren 12, gegebenenfalls auch weitere Sensoren oder Aktuatoren verwendet werden.
Die Toleranzgenauigkeit der Fügung von der ECU mit der Leiterplatte 34 und dem Drucksensor 12 am Vorsteuermodul zum Ventiluntergehäuse 2 ist erfindungsgemäß unkritisch. Es ist kein Toleranzausgleich zu berücksichtigen. Somit werden auch einfache pneumatische Ventilkonstruktionen des nachgeschalteten Relaisventils möglich.
Gemäß 4 sind die Anschlüsse bzw. Anschlussstifte 12a, b, c des Drucksensors 12 über RC-Glieder 38 als Tiefpasseinrichtungen an die Leiterplatte 34 angeschlossen. Die Länge der Leitungen zwischen den Magnetspulen 6a, b, c sowie dem Drucksensor 12 und der ECU kann z. B. auf 120 mm ausgelegt sein, um eine maximale Beweglichkeit im Einbauraum zu gewährleisten. Das Jochblech 32 ist gemäß 4 mit einem separaten EMV-GND-Erdungsanschluss versehen, so dass bei einer Montage an z. B. einem Kunststoffteil das Jochblech 32 entsprechend die Masse darstellen kann, auch ohne einen Anschluss an die Karosseriemasse. Auf der Leiterplatte 34 können weitere EMV-Abschirmungen vorgesehen sein.
An die Leiterplatte 34 kann über Leitungen 41 z. B. ein Stecker 40 zum Anschluss an einen Kabelbaum angeschlossen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10009116 A1 [0003]
- DE 102004035763 A1 [0004]

Claims

Magnetventileinheit für eine elektropneumatische Steuerung, insbesondere eine Vorsteuereinheit eines elektropneumatischen Druckmodulators eines Fahrzeuges, wobei die Magnetventileinheit (1, 28, 30) aufweist: ein Ventiluntergehäuse (2) mit Druckluftbohrungen (5a, 5b, 5c, 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 15, 14), Magnetventile (9a, b, c) mit Magnetspulen (6a, b, c) und verstellbaren Magnetankern (8a, b, c), und elektrische Zuleitungen (17a, b, c, d) zu den Magnetspulen (6a, b, c), dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspulen (6a, b, c) außerhalb des Ventiluntergehäuses (2) angeordnet sind, in oder auf das Ventiluntergehäuse (2) mindestens ein Drucksensor (12) zur Messung mindestens eines pneumatischen Drucks (p2) gesetzt ist, und die elektrischen Zuleitungen (17a, b, c, d) der Magnetspulen (6a, b, c) und elektrische Zuleitungen (17e, f, g) des Drucksensors (12) zu einer gemeinsamen elektrischen Schnittstelle (20, 29, 34) verlaufen.
Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanker (8a, b, c) in von der Oberseite des Ventiluntergehäuses (2) her ausgebildete Druckluftbohrungen (5a, b, c) eingesetzt sind und die Magnetspulen (6a, b, c) auf das Ventiluntergehäuse (2) aufgesetzt sind.
Magnetventileinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Magnetventil (9a, b, c) ein Ventilführungsrohr (7a, b, c) zur Aufnahme des jeweiligen Magnetankers (8a, b, c) dichtend in die Druckluftbohrung (5a, b, c) eingesetzt ist.
Magnetventileinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetventile (9a, b, c) ein Einlassventil (9a) ein Auslassventil (9b) und ein Redundanzventil (9c) vorgesehen sind.
Magnetventileinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspulen (6a, b, c) und die Zuleitungen (17a, b, c, e, f, g) zwischen der elektrischen Schnittstelle (20, 29), den Magnetspulen (6a, b, c) und dem Drucksensor (12) in einem Steuerblock (3) aus Kunststoff aufgenommen sind, der dichtend auf dem Ventiluntergehäuse (2) befestigt ist.
Magnetventileinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen (17a–g) Teil eines Leadframes (16) sind und der Steuerblock (2) um den Leadframe (16) und die Magnetspulen (6a, b, c) gespritzt ist.
Magnetventileinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite des Steuerblocks (3) als elektrische Schnittstelle ein Stecker (20) zur Aufnahme eines anderen Steckers, z. B. eines Steckers eines Kabelbaums des Fahrzeuges, ausgebildet ist.
Magnetventileinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite des Steuerblocks (3) die elektrische Schnittstelle (29) durch vorstehende Steckkontakte (29) oder Lötpins zur Aufnahme eines Schaltungsträgers, z. B. einer Platine, ausgebildet ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) und die Magnetventile (9a, b, c) im Wesentlichen in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Magnetventile (9a, b, c) an ein gemeinsames Jochblech (35) angeschlossen sind und die Zuleitungen der Magnetspulen (6a, b, c) und des Drucksensors (12) an einen als die elektrische Schnittstelle dienenden Schaltungsträger (34) angeschlossen sind.
Magnetventileinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (34) eine Leiterplatte (34), eine flexible Leiterfolie oder ein Flachbandkabel ist.
Magnetventileinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaltungsträger (34) eine elektronische Steuereinrichtung (39) zur Ansteuerung der Magnetspulen (6a, b, c) und zum Auslesen des Drucksensors (12) aufgenommen ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochblech (35) und die Schnittstelle (34) an einem gemeinsamen Träger (32), z. B. aus einem Kunststoffmaterial, befestigt sind, der auf dem Ventiluntergehäuse (2) befestigt ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochblech (35) elektrisch mit dem Ventiluntergehäuse (2) kontaktiert ist, z. B. über Befestigungsschrauben (33).
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) mit seinen als Steckkontakte oder Lötpins ausgebildeten Anschlüssen (23), z. B. Anschlussbeinchen oder Anschlusspins (23), direkt an dem Schaltungsträger (34) befestigt, z. B. eingesteckt ist.
Magnetventileinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) mit Haltestiften (36) mechanisch an dem Schaltungsträger (34) befestigt ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (34) und das Jochblech (35) nebeneinander, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile (9a, b, c) in einer Reihe angeordnet sind und der Drucksensor (12) zu dieser Reihe versetzt, vorzugsweise mittig versetzt, angeordnet ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in die Magnetspulen (6a, b, c) unterschiedliche Ventilpatroneneinsätze, z. B. 2/2- und 3/2-Ventileinsätze, einsetzbar sind.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) über eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Tiefpass, z. B. mehrere RC-Glieder (38), an die elektrische Schnittstellte (34) angeschlossen ist.
Magnetventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schnittstelle (34) einen EMV-Masseanschluss an das Jochblech (35) aufweist.
Magnetventileinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse (12a, b, c) des Drucksensors (12) an der elektrischen Schnittstelle (34) in einer Linie angeordnet sind und der Drucksensor mit einer Toleranz und/oder Schwenkfreiheit in einer Richtung aufgenommen ist, die senkrecht zu der Verbindungslinie und senkrecht zur Einsetzrichtung des Drucksensors (12) in das Ventiluntergehäuse (2) verläuft.
Magnetventileinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) über mindestens eine Druckluftbohrung des Ventiluntergehäuses (2) an einen Ausgabebereich eines nachfolgenden Relaisventils angeschlossen ist.
Druckmodulator nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (12) ein Differenzdrucksensor ist und eine Verbindung zum Atmosphärendruck über einen Entlüftungskanal des angeschlossenen Relaisventils oder der Magnetventile (9a, b, c) aufweist.
Druckmodulator mit einer Magnetventileinheit (1, 28, 30) nach einem der vorherigen Ansprüche, einem angeschlossenen Relaisventil und einer Steuereinrichtung (39), die die Magnetspulen (6a, b, c) ansteuert und den Drucksensor (12) ausliest.
Druckmodulator nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (39) direkt über eine Fahrzeugverkabelung, z. B. von einem Zentralmodul des Fahrzeuges, angesteuert wird.
Druckmodulator nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Bremsdruckmodulator eines elektropneumatisch gebremsten Fahrzeuges ist.