Wilde, Werner (Im Wolfsgalgen 30 Schwieberdingen, D-71701, DE)
Keller, Herbert (Egon-Rouff-Strasse 10 Wiernsheim, D-75446, DE)
Engfer, Ortwin (Bundschuhstrasse 14 Stuttgart, D-70499, DE)
Wilde, Werner (Im Wolfsgalgen 30 Schwieberdingen, D-71701, DE)
Keller, Herbert (Egon-Rouff-Strasse 10 Wiernsheim, D-75446, DE)
| 1. | Bremsanlage für Fahrzeuge, insbesondere fUr Kraftfahrzeuge, mit in einem Hydraulikblock (28) integrierten, elektrisch gesteuerten, hydraulischen Stellgliedern (17,18,2527), mit einem Drucksensor (30), der eine Mehrzahl von Druckmeßelementen (16) zur Messung des von den einzelnen Stellgliedern (17,18,2527) ausgesteuerten Hydraulikdrucks aufweist und mit einer Steuerschaltung (22) zum Steuern der Stellglieder (17,18,2527), dadurch gekennzeichnet, daß Steuerschaltung (22) und Drucksensor (30) in einem gemeinsamen Gehäuse (31) untergebracht sind, an dessen Unterseite die Druckmeßelemente (16) mit durchmesserkleinen Steckrohren (44) vorstehen und daß das Gehause (31) unter flussigkeitsdichtem Einstecken der Steckrohre (44) in im Hydraulikblock (28) vorhandene Fluidkanäle (29) auf den Hydraulikblock (28) aufgesetzt und mit diesem fest verbunden ist. |
| 2. | Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31) auf seiner vom Hydraulikblock (28) abgekehrten Oberseite mittels eines den Zugang zu Steuerschaltung (22) und Drucksensor (30) freigebenden, lösbaren Deckels (33) verschlossen ist. |
| 3. | Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßelemente (16) nebeneinander auf einem Rager (37) angeordnet, mit jeweils einem das Steckrohr (44) koaxial umgebenden Bund (413) in im Rager (37) ausgebildete Stufenbohrungen (45) eingesetzt und mittels an der Bundunterseite radial überstehender Verstemmsegmente (47) auf der Unterseite des Trägers (37) in diesen eingestemmt sind. |
| 4. | Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bund (413) auf seiner Unterseite eine umlaufende Hinterschneidung (46) trägt. |
| 5. | Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rager (37) einstuckig mit dem Gehause (31) ist. |
| 6. | Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rager (37) ein separates, im Gehäuse (31) befestigtes Bauteil ist. |
| 7. | Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bundunterseite ein das Steckrohr (44) koaxial umschließender, mit dem Bund (413) einstuckiger Ringkragen (412) vorsteht, der zum Halten des Druckelements (16) beim Verstemmen dient. |
| 8. | Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der in die Fluidkanäle (29) des Hydraulikblocks (28) hineinragenden Steckrohre (44) der Druckmeßelemente (16) jeweils mittels zweier vom Steckrohr (44) durchdrungener ORinge (52,53) vorgenommen ist, die beiderseits einer das Steckrohr (44) koaxial umgebenden Stützscheibe (54) angeordnet sind. |
| 9. | Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Steckrohrende ein Einsteckkegel (161) ausgebildet ist, dessen Kegelspitze einen Rundungsradius aufweist. |
| 10. | Bremsanlage nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hydraulikblock (28) in den Fluidkanälen (29) mundende Stichbohrungen (50) eingebracht sind, durch die die Enden der Steckrohre (44) der Druckmeßelemente (16) hindurchgeführt sind. |
| 11. | Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils aus Stützscheibe (54) und ORingen (52,53) bestehenden Dichtungen (51) in die Stichbohrungen (50) eingesetzt sind. |
| 12. | Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungsöffnungen (501) der Stichbohrungen (50) an der Oberfläche (281) des Hydraulikblocks (28) jeweils ein das Steckrohr (44) umschließender Fangtrichter (55) eingesetzt ist. |
| 13. | Bremsanlage nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fangtrichter (55) so ausgebildet ist, daß er die Dichtung (51) in der Stichbohrung (50) axial unverschieblich festlegt. |
| 14. | Bremsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die liber die ORinge (52,53) radial überstehende Stützscheibe (54) von der von der Trichteröffnung abgekehrten Stirnseite des Fangtrichters (55) in der stufig ausgeführten Stichbohrung (50) axial unverschieblich festgelegt ist und daß der eine ORing (53) vollständig in der Stichbohrung (50) und der andere ORing (52) vollständig in einer zentralen Ausnehmung (551) in der Stirnseite des Fangtrichters (55) einliegt. |
| 15. | Bremsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trennstelle von Stützscheibe (54) und Fangtrichter (55) eine Entlastungsbohrung (56) fUr einen Leckageabflu$ mündet und daß in der Stirnseite des Fangtrichters (55) ein zur Entlastungsbohrung (56) verlaufender Querschlitz (552) eingeprägt ist. |
| 16. | Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lange und der Innendurchmesser der Steckrohre (44) hinsichtlich Filterfunktion und Übertragungseigenschaft optimiert sind. |
| 17. | Bremsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steckrohr (44) eine Lange von ca. 60mm, einen Innendurchmesser von größer als 0,5mm und einen Außendurchmesser von ca. 1,6mm aufweist. |
| 18. | Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Druckmeßelementen (16) und der Steuerschaltung (22) sowie zwischen Baugruppen der Steuerschaltung (22) auf einer Ebene durch Bondverbindungen und Hybridtechnik vorgenommen ist. |
| 19. | Bremsanlage nach Anspruch 8 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckrohre (44) eine solche Longe haben, daß die Druckmeßelemente (16) bei in die Fluidkanäle (29) des Hydraulikblocks (28) eintauchenden Steckrohrenden auf der Ebene der Steuerschaltung (22) liegen. |
Bei einer bekannten Bremsanlage dieser Art (DE 195 21 832 A1) sind die DruckmeZelemente in einer Sensorplatte zusammengefaßt, die mit dem Hydraulikblock mittels durch Schraubenlöcher der Sensorplatte hindurchgesteckter Schrauben verschraubt ist. Die Me$membranen der einzelnen Druckmeßelemente, die in Verbindung mit den MeZstreifen das Druckmeßelement bilden, werden tuber je einen Fluidkanal mit Fluid beaufschlagt. Zur Abdichtung ist eine Dichtplatte zwischen der Sensorplatte und dem Hydraulikblock eingelegt.
Auf der Oberfläche der Me$membran sind die Dehnungsme$streifen angeordnet, die mit einer Auswerteschaltung elektrisch leitend verbunden sind. Die Auswerteschaltung ist auf einem flachen Doppel-T-formigen Trager angebracht, der mit geringem Abstand oberhalb der Sensorplatte verlaufend auf dem Hydraulikblock
aufgeschraubt ist. Die Auswerteschaltung kann die Widerstandswerte der DehnungsmeZstreifen aller DruckmeZelemente getrennt auswerten, z. B. im Multiplexbetrieb.
Die Auswerteschaltung ist tuber den Kabelbaum der Fahrzeugelektrik an das Steuergerät angeschlossen.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemä$e Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daZ durch die Integration von Drucksensor und Steuergerät nur ein einziges Gehäuse erforderlich ist und die elektrische Verbindung zwischen Drucksensor und Steuergerät auf kürzestem Weg und geschutzt innerhalb des Gehäuses erfolgen kann. Die elektrische Verbindung zwischen Druckme$elementen, Signalaufbereitung und Steuergerätrechner kann dabei auf einer Ebene durch Bondverbindungen und Hybridtechnik erfolgen, wodurch eine grö$ere Ausfallsicherheit erzielt wird und weniger Bauteile benötigt werden. Die Montage ist einfach, da das Gehäuse auf den Hydraulikblock nur gefügt, d. h. aufgesteckt und befestigt, wird. Der sonst übliche aufwendige Montageschritt der Verbindung der einzelnen Druckanschlüsse des Drucksensors mit dem Hydraulikblock entfallt, da er bereits beim Fügen sehr einfach mit durchgefuhrt wird. Durch die durchmesserkleinen Steckrohre der Druckmeßelemente erfolgt die Druckmessung im geraden Kanal und durch den kleinen Rohrdurchmesser entstehen nur geringe Wirbel im durchströmten Kanal, wodurch die Genauigkeit beim Erfassen des ausgesteuerten Bremsdrucks erheblich steigt. Die langen Steckrohre sorgen au$erdem für einen Toleranzausgleich quer zur Längsrichtung der Steckrohre beim Fügen von Gehäuse und Hydraulikblock.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten MaBnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Bremsanlage möglich.
Gemma$ einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Druckme$elemente nebeneinander auf einem Rager angeordnet und mit jeweils einem das Steckrohr koaxial umgebenden Bund in im Rager ausgebildete Stufenbohrungen eingesetzt. Mittels an der Bundunterseite radial überstehender Verstemmsegmente werden die Druckme$elemente auf der Unterseite des Trägers in diesen eingestemmt. Durch diese konstruktiven Ma$nahmen ist eine einfache Befestigung der DruckmeZelemente durch Verstemmen möglich. Der Bund fixiert jeweils die Druckme$elemente in ihrer Lage, um die erforderlichen Winkelgenauigkeit zu erlangen. Durch den Hinterschnitt am unteren Ende des Bundes wird verhindert, da$ die durch die Verstemmung entstehenden Kraft in den Bereich der Druckme$zelle gelangen und das MeBsignal verfälschen.
GemäB einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Abdichtung der in die Fluidkanäle des Hydraulikblocks hineinragenden Steckrohre jeweils mittels zweier auf das Steckrohr aufgeschobener O-Ringe, die beiderseits einer das Steckrohr koaxial umgebenden Stützscheibe angeordnet sind. Diese Doppel-O-Dichtung dient nicht nur der Abdichtung der Fluidkanäle, sondern ermöglicht auch einen Toleranzausgleich in axialer Richtung zwischen Gehause und Hydraulikblock beim Fügen dieser beiden Bauteile.
Gemma$ einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in den Hydraulikblock in den Fluidkanälen mündende Stichbohrungen eingebracht, durch die die Enden der Steckrohre hindurchgeführt sind. In die Öffnungen der Stichbohrungen an der Oberfläche des Hydraulikblocks ist jeweils ein Fangtrichter eingesetzt. Dieser Fangtrichter erleichtert das positionsrichtige Einstecken des jeweiligen Steckrohrs in die Fluidkanäle und disent gleichzeitig zur Niederhaltung der Doppel-O-Ringdichtung.
Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung ndher erlautert. Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Bremsanlage mit Hydraulikblock und Anbausteuergerät, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Anbausteuer- geräts in Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht des Anbausteuergeräts in Richtung Pfeil III in Fig. 2 bei abgenommenem Deckel, Fig. 4 eine Unteransicht des Anbausteuergerats in Richtung Pfeil IV in Fig. 2, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Drucksensors im Anbausteuergerät gemäB Fig. 2-4, Fig. 6 eine Unteransicht des Drucksensors in Richtung Pfeil VI in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt longs der Linie VII-VII in Fig. 6, um 180° gedreht, Fig. 8 ausschnittweise einen Längsschnitt von Hydraulikblock und Anbausteuergerät gemäB Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 4 oder Fig. 6, letzterer um 90° in Gegenuhrzeigersinn gedreht.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Fig. 1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage im Blockschaltbild dargestellt, wie sie beispielsweise aus der DE 195 21 832 A1 bekannt ist. Die Fahrzeugbremsanlage weist einander ergänzende Bremssysteme auf, nämlich eine Betriebsbremsanlage, die Bremsflüssigkeitsdruck mittels einer Hydraulikpumpe 10 erzeugt und auf Radbremszylinder 11,12 sämtlicher Fahrzeugräder wirkt, und eine Hilfsbremsanlage, die ihren Bremsflüssigkeitsdruck aus einem pedalbetätigten Hauptbremszylinder 13 bezieht, der nur auf die Radbremszylinder 11 zweier Fahrzeugräder einer Achse wirkt.
Jeder Radbremszylinder 11,12 weist ein in der Grundstellung geöffnetes, erstes Absperrventil 17 und ein in der Grundstellung geschlossenes, zweites Absperrventil 18 auf. Bei Betätigung des Bremspedals 14 des Hauptbremszylinders 13 geben ein Pedalstellungssensor 15 und ein DruckmeZelement 16 ein elektrisches Signal an eine in Fig. 3 angedeutete Steuerschaltung 22 in einem Anbausteuergerät 20, die sämtliche Absperrventile 17,18, weitere Absperrventile 25-27, sowie einen elektrischen Pumpenmotor 19 steuert. Bei intakter Betriebsbremsanlage werden das Absperrventil 27 geöffnet, die Absperrventile 17 und 25 geschlossen sowie das Absperrventil 26 geöffnet. Die zweiten Absperrventile 18 werden geöffnet und auf diese Weise die Radbremszylinder 11,12 mit Druck aus einem Hydraulikspeicher 21 beaufschlagt, der seinerseits von der Hydraulikpumpe 10 unter Druck gesetzt wird. Der Druck im Hydraulikspeicher 21 wird von einem weiteren DruckmeZelement 16 überwacht. Ein Druckbegrenzungsventil 23 schützt den Hydraulikspeicher 21 vor Uberlastung. Bei Erreichen einer Bremsflüssigkeitsdrucks in den Radbremszylindern 11,12, der von dem im Hauptbremszylinder 13 erzeugten Druck abhängig ist, werden die zweiten Absperrventile 18 geschlossen. Die ersten Absperrventile 17 sind, wie erwähnt, geschlossen, damit keine Bremstlüssigkeit durch sie aus den Radbremszylindern 11,12 während des Bremsens entweichen kann. Der
Bremsflüssigkeitsdruck in den Radbremszylindern 11,12 wird mittels weiterer Druckmeßelemente 16 erfaßt. Die Hydraulikpumpe 10, der Hydraulikspeicher 21, das Druckbegrenzungsventil 23 und die Absperrventile 17,18 sind zusammen mit den weiteren Magnetventilen 25-27 der Hilfsbremsanlage in einem Hydraulikblock 28 zusammengefaßt, auf dem das Anbausteuergerät 20 aufgesetzt ist. Hydraulikblock 28 und Anbausteuergerat 20 sind in Fig. 1 durch strichpunktierte Umrahmung symbolisiert. Die Druckmeßelemente 16 stehen über Fluidkanäle 29 mit den Hydraulikleitungen im Hydraulikblock 28 in Verbindung und sind in einem Drucksensor 30 (Fig. 5) zusammengefaßt, der zusammen mit der Steuerschaltung 22 far die verschiedenen Stellglieder des Hydraulikblocks 28, wie die als 2/2-Wegemagnetventile ausgebildeten Absperrventile 17,18 und die weiteren Magnetventile 25-27, in einem gemeinsamen Gehäuse 31 des Anbausteuergeräts 20 untergebracht ist.
Das Anbausteuergerät 20 ist in Fig. 2 perspektivisch, in Fig. 3 in Draufsicht bei abgenommenen Deckel und in Fig. 4 in Unteransicht dargestellt, wobei in der letztgenannten Darstellung die Magnetspulen 32 der verschiedenen im Hydraulikblock 28 angeordneten Ventile 17,18,25-27 zu sehen sind, die ebenfalls im Anbausteuergerät 20 integriert sind.
Das Gehause 31 ist oberseitig mit einem lösbaren Deckel 33 verschlossen und trägt einen Befestigungsflansch 34, mit dem das Anbausteuergerät 20 auf dem Hydraulikblock 28 verschraubt wird. Gehäuse 31 und Deckel 33 sind auf der Außenseite mit Kühlrippen 35 versehen. Neben der Steuerschaltung 22 und dem Drucksensor 30 ist in dem Gehäuse 31 noch ein Anschlußstecker 36 zum AnschlieZen des Anbausteuergeräts 20 an die Fahrzeugelektrik vorhanden.
Der in Fig. 5-7 dargestellte Drucksensor 30 enthält alle sechs Druckmeßelemente 16 der Bremsanlage in Fig. 1, die nebeneinander auf einem Trager 37 angeordnet sind. Der Trager
37 ist mittels zweier nach unten abstehender Formzapfen 38 in das Gehäuse 31 eingesetzt und darin befestigt, z. B. verschraubt.
Ein Druckmeßelement 16 ist in Fig. 8 im Längsschnitt dargestellt. Es umfaßt eine kappenartige Meßzelle 40, die auf einem Hohlzapfen 411 eines Trägerkörpers 41 flüssigkeitsdicht aufgesetzt ist und deren Zentrum eine Meßmembran 401, bildet.
Auf der Oberseite der Meßzelle 40, und damit auf der Meßmembran 401, sind Dehnmeßstreifen 42 in Dünnschicht-, Dickschicht-oder Folientechnik aufgetragen, die an einer auf der Oberfläche des Trägers 37 angeordneten Auswerteschaltung 39 angeschlossen sind. Die Anschlußdrähte sind in Fig. 8 mit 43 bezeichnet. Insgesamt erfolgt die elektrische Verbindung zwischen den Druckmeßelementen 16 und der Auswerteschaltung 29 sowie der Steuerschaltung 22 und ggf. zwischen Baugruppen der Steuerschaltung 22 auf einer räumlichen Ebene durch Bondverbindungen und Hybridtechnik. Zwischen der Meßmembran 401. der Meßzelle 40 und der ihr zugekehrten Stirnseite des Hohlzapfens 411 verbleibt eine Druckmeßkammer 402, in die hinein ein durchmesserkleines, sehr langes Steckrohr 44 geführt ist, das koaxial im Trägerkörper 41 befestigt ist. Das in seinen Abmessungen optimierte, ca. 60mm lange Steckrohr 44 hat einen Außendurchmesser von 1,6mm und einen Innendurchmesser von 0,63mm und wird an der Unterseite des Trägerkörpers 41 in einem Austrittsabschnitt aus dem Trägerkörper 41 von einem Ringkragen 412 des Trägers 37 umschlossen. Im Mittenbereich zwischen Hohlzapfen 411 und Ringkragen 412 weist der Trägerkörper 41 einen radial vorstehenden Bund 413 auf, mit dem der Trägerkörper 41 in eine Stufenbohrung 45 im Rager 37 eingesetzt ist, wobei sich der Bund 413 an der zwischen den Bohrungsabschnitten ausgebildeten Ringschulter abstutzt. Auf der Unterseite des Bunds 413 ist eine umlautende Hinterschneidung 46 vorgesehen. Wie in Fig. 6 und 8 dargestellt ist, sind an der Unterseite des Bundes 413 drei radial überstehende, gegeneinander um 120° Umfangswinkel
versetzte Verstemmsegmente 47 angeordnet, die auf der Unterseite des Trägers 37 in diesen eingestemmt werden (Fig. 8). Beim Verstemmen wird der Trägerkörper 41 am Ringkragen 412 exakt radial ausgerichtet gehalten und dann durch den Bund 413 in seiner Lage fixiert. Die Hinterschneidung 46 verhindert, daß die durch die Verstemmung entstehenden Kraft in den Bereich der Druckmeßzelle 40 gelangen und das Meßsignal verfälschen.
Fig. 8 zeigt ausschnittweise einen durch ein Dehnungsmeßelement 16 hindurchgehenden Schnitt des Hydraulikblocks 28 und des daran befestigten Anbausteuergerats 20. Das Druckmeßelement 16 ist in den Trager 37 des Drucksensors 30 eingesetzt, der Trager 37 im Gehäuse 31 befestigt und der Drucksensor 30 von dem Deckel 33 überdeckt.
Im Hydraulikblock 28 ist zu jedem zu einem Stellglied fuhrenden Fluidkanal 29 von der dem Anbausteuergerät 20 zugekehrten Oberfläche 281 her eine Stichbohrung 50 eingebracht. Beim Aufsetzen des Anbausteuergerats 20 auf die Oberfläche 281 des Hydraulikblocks 28 tritt jedes Steckrohr 44 eines Druckmeßelements 16 durch die zugeordnete Stichbohrung 50 hindurch bis in den Fluidkanal 29. Eine vom Steckrohr 44 durchdrungene Dichtung 51 ermöglicht dabei einen Toleranzausgleich in axialer Richtung, so daß der Drucksensor so eingestellt werden kann, daß die Druckmeßelemente 16 auf der Ebene der Steuerschaltung 22 liegen. Ein am freien Steckrohrende ausgebildeter Einsteckkegel 161, dessen Kegelspitze einen Rundnungsradius besitzt, erleichtert dabei das Eindringen in die und das Durchdringen der Dichtung 51.
Die Dichtung 51 besteht aus zwei O-Ringen 52,53, die das Steckrohr 44 umfassen und sich auf gegenüberliegenden Seiten an einer das Steckrohr 44 koaxial umgebenden Stützscheibe 54 anlegen. Die Stützscheibe 54 liegt mit einem radial umlaufenden Flansch 541 an einer Ringschulter der als Stufenbohrung ausgefuhrten Stichbohrung 50 an und wird von einem Fangtrichter 55 niedergehalten, der das Steckrohr 44
umschließt und in die Mündungsöffnung 501 der Stichbohrung 50 eingesetzt und durch Verstemmen am Hydraulikblock 28 gehalten ist. Dabei liegt der 0-Ring 52 in einer koaxialen Ausnehmung 551 des Fangtrichters 55 ein, während der 0-Ring 53 das Steckrohr 44 gegenuber der Bohrungswand der Stichbohrung 50 abdichtet. Im Bereich der Trennstelle von Stützscheibe 54 und Fangtrichter 55 ist in der Stirnseite des Fangtrichters 55 ein Querschlitz 552 eingeprägt, über welchen im Falle einer Leckage am O-Ring 53 aus der Stichbohrung 50 austretende Bremsflussigkeit uber einen in der Stichbohrung 50 mündenden Entlastungskanal 56 abfließen kann.
Next Patent: BRAKE PRESSURE CONTROL DEVICE, ESPECIALLY FOR A ROAD VEHICLE