Doering, Sven (Gartenstrasse 14/1 Ditzingen, D-71254, DE)
Kaiser, Harry (Weberstrasse 37 Markgroeningen, D-71706, DE)
Doering, Sven (Gartenstrasse 14/1 Ditzingen, D-71254, DE)
| 1. | Bremsgerät für Fahrzeugbremssysteme mit mindestens einem Drucksensor (12) zur Bremsdruckmessung und mit einer Steuerelektronik (13) zur Meßwertauswertung und Steuersignalgenerierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (13) in einem tuber den mindestens einen Drucksensor gestülpten Gehäuse (10) untergebracht ist und daß die elektrische Verbindung zwischen Drucksensor (12) und Steuerelektronik (13) mittels Federkontaktstifte (36) hergestellt ist, die sich mit Federkraft stirnseitig auf einander gegenüberliegenden, dem Drucksensor (12) und der Steuerelektronik (13) zugeordneten Kontaktflächen (35,18) abstützen. |
| 2. | Bremsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkontaktstifte (36) in in einem Isolierstück (37) ausgebildeten Führungen (38) eingesteckt sind und daß das Isolierstück (37) in einer den Drucksensor (12) koaxial umschließenden Kapsel (39), vorzugsweise durch Verstemmen, festgesetzt ist, die ihrerseits an dem Drucksensor (12) befestigt ist. |
| 3. | Bremsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkontaktstifte (36) eine Hülse (41) mit einliegender Schraubendruckfeder (43) und mindestens einen in der Hülse (41) axial verschieblichen Stift (42) aufweisen, der von der Schraubendruckfeder (43) in Ausschieberichtung aus der Hülse (41) beaufschlagt ist. |
| 4. | Bremsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mindestens einen Stift (42) ein Anschlag (44) angeordnet ist, der zur Begrenzung des Verschiebewegs des mindestens einen Stiftes (42) mit einem in der Hülse (41) ausgebildeten Gegenanschlag (45) zusammenwirkt. |
| 5. | Bremsgerät nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (12) eine topfförmige Meßzelle (19) und einen die Meßzelle (19) aufnehmenden Flansch (20) aufweist, der mit einem zentralen Vorsprung (201) in die Meßzelle (19) und mit einem zentralen Zapfen (202) in eine in einem Hydraulikblock (10) ausgebildete Bohrung (14) hineinragt und mit einer Vorsprung (201) und Zapfen (202) durchsetzenden, zentralen Durchgangsbohrung (21) versehen ist. |
| 6. | Bremsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Zapfen (202) einen Einstich (23) trägt, in dem ein sich an die Bohrungswand (141) der Bohrung (14) andrückender Dichtungsring (24) einliegt, und daß der Flansch (20) am Hydraulikblock (10) befestigt, vorzugsweise verstemmt, ist. |
| 7. | Bremsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Meßzelle (19) mit ihrem Topfrand auf einer am Flansch (20) ausgebildeten Ringschulter (203) aufliegt und dort verschweißt ist. |
| 8. | Bremsgerät nach einem der Ansprüche 57, dadurch gekennzeichnet, daß im Flansch (20) eine zu Zapfen (202) und Vorsprung (201) koaxiale Ringnut (27) ausgebildet ist, in die ein die Meßzelle (19) koaxial umschließendes, umspritztes Stanzgitter (28,29) eingesetzt ist. |
| 9. | Bremsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das umspritzte Stanzgitter (28,29) in der Ringnut (27), vorzugsweise durch Einstemmen des einen Nutrandes, befestigt ist. |
| 10. | Bremsgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Stanzgitter (28) mindestens eine Flachsteckerzunge (30) ausgebildet ist, die in die Ringnut (27) hineinragt und zur Herstellung eines Massekontakts zum Stanzgitter (28) die Nutflanken und/oder den Nutboden der Ringnut (27) kontaktiert. |
| 11. | Bremsgerät nach einem der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (19) über Goldbonddrähte (31) mit dem Stanzgitter (28) elektrisch leitend verbunden ist. |
| 12. | Bremsgerät nach einem der Ansprüche 810, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem vom Flansch (20) abgekehrten Stirnende des Stanzgitters (28) eine bestückte Leiterplatte (32) aufgesetzt und elektrisch und mechanisch mit dem Stanzgitter (28) verbunden ist. |
| 13. | Bremsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzgitter (28) nach oben abstehende Aufnahmedorne (33) trägt, die durch Öffnungen (34) in der Leiterplatte (32) gesteckt und in den Öffnungen (34) verlötet sind. |
| 14. | Bremsgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Federkontaktstiften (36) kontaktierten, drucksensorseitigen Kontaktflächen (35) auf der vom Drucksensor (12) abgekehrten Oberseite der Leiterplatte (32) angeordnet sind. |
| 15. | Bremsgerät nach einem der Ansprüche 1214, dadurch gekennzeichnet, daR die Kapsel (39) die Leiterplatte (32) und das umspritzte Stanzgitter (28,29) koaxial umschließt und stirnseitig auf dem Flansch (20), vorzugsweise durch Punktschweißen, befestigt ist. |
| 16. | Bremsgerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (13) in einer Elektronikbox (16) aufgenommen ist, die an dem vom Drucksensor (12) abgekehrten Stirnende des Gehäuses (15) angeordnet ist, und ein davor im Gehäuse (15) gehaltenes Stanzgitter (17) aufweist und daß die der Steuerelektronik (13) zugeordneten Kontaktflächen (18) auf der von der Elektronikbox (16) abgekehrten Unterseite (171) des Stanzgitters (17) ausgebildet sind. |
Solche Bremsgeräte werden bei elektrohydraulischen Bremssystemen mit Blockierschutz oder Bremssystemen ohne mechanische Kopplung zwischen dem Bremsbetätigungspedal und dem Hauptbremszylinder eingesetzt. Die Hauptkenngrößen zur Regelung dieser elektrischen Bremssysteme bilden die in den Bremskreisen auftretenden Betriebsdrücke, die von Drucksensoren des Bremsgeräts erfaßt und in elektrische Meßwerte umgewandelt werden. Die Steuerelektronik wertet die
Meßwerte zusammen mit anderen Sensorsignalen aus und generiert entsprechende Ansteuerungssignale für das Bremsaggregat.
Bei einem bekannten Bremsgerät dieser Art (DE 197 11 366 Al) sind mehrere Drucksensoren über einen Schaltungsträger mit einer auf einer Leiterplatte befestigten Steckeranordnung verbunden. Die elektrische Verbindung zu der Steuerelektronik wird über einen an einem zur Steuerelektronik fthrenden Verbindungskabel angeschlossenen Stecker hergestellt, der auf die Steckeranordnung aufgesteckt werden muß.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Bremsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine vollautomatische Montage des Bremsgeräts möglich ist, bei der mit Überstülpen des die Steuerelektronik enthaltenen Gehäuses über den mindestens einen Drucksensor die elektrische Verbindung zwischen Drucksensor und Steuerelektronik selbsttätig hergestellt wird. Das Gehäuse wird dabei auf einem Hydraulikblock des Bremsgeräts, in dem auch der mindestens eine Drucksensor eingesetzt ist, befestigt, so daß die Federkontaktstifte sich mit definiertem Anlagedruck an den Kontaktflächen von Drucksensor und Steuerelektronik abstützen und für eine sichere Signal-und Datenübertragung sorgen.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Bremsgeräts möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Federkontaktstifte in Führungen eingesteckt, die in einem Isolierstück ausgebildet sind, und das Isolierstück ist in einer den Drucksensor koaxial umschließenden Kapsel, vorzugsweise durch Verstemmen, festgesetzt, die ihrerseits an dem Drucksensor befestigt ist. Dadurch sind die Federkontaktstifte in einer vormontierten Baueinheit festgelegt, so daß die Endmontage schnell und unproblematisch durchgeführt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Federkontaktstifte eine Hülse mit einliegender Schraubendruckfeder und mindestens einen in der Hülse axial verschieblichen Stift auf, der von der Druckfeder in Ausschieberichtung aus der Hülse beaufschlagt ist. Die Federkontaktstifte können dabei unterschiedlich ausgeführt werden. In einer einfachen Ausführung bilden der Kontaktstift einerseits und das ganz oder teilweise geschlossene eine Ende der Hülse andererseits die an den Kontaktflächen von Drucksensor und Steuerelektronik anliegenden Kontaktteile.
Die Druckfeder stützt sich zwischen dem Stift und dem Hülsenende ab. In einer anderen Ausführungsform sind zwei Stifte vorgesehen, die jeweils an einem Hülsenende aus der Hülse vorstehen. Die in der Hülse aufgenommene Schraubendruckfeder stützt sich zwischen den beiden Stiften ab und drückt den einen Stift auf eine Kontaktfläche des Drucksensors und den anderen Stift auf eine Kontaktfläche der Steuerelektronik auf. In allen Fällen ist an jedem Stift ein Anschlag ausgebildet, der mit jeweils einem in der Hülse vorhandenen Gegenanschlag zusammenwirkt, so daß der Stift bei
fehlendem Gegendruck vor Endmontage nicht aus der Hülse ausgeschoben werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Drucksensor eine topfförmige Meßzelle und einen die Meßzelle aufnehmenden Flansch auf, der mit einem zentralen Vorsprung in die Meßzelle und mit einem zentralen Zapfen in eine in einem Hydraulikblock ausgebildete Bohrung hineinragt und mit einer Vorsprung und Zapfen durchsetzenden, zentralen Durchgangsbohrung versehen ist. Durch den in die MeRzelle hineinragenden Vorsprung ist deren Hohlraum auf ein notwendiges Minimum reduziert, was gewährleistet, daß sich im Meßspalt keine größeren Restluftanteile absondern können, die die Druckmessung verfälschen. Der Flansch ist als einfaches Drehteil leicht herstellbar und sorgt für die Verbindung der Meßzelle zum Innern des Hydraulikblocks, wobei er gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach Einlegen einer Dichtung in einen am Zapfen ausgebildeten Einstich im Hydraulikblock verstemmt wird. Die topfförmige Meßzelle wird an ihrem auf dem Flansch aufliegenden Topfrand mit dem Flansch verschweißt. Sowohl das Verstemmen als auch das Schweißen ist im Automationsprozeß einfach und kostengünstig durchführbar.
. Die elektrische Verbindung des Drucksensors zu den von den Federkontaktstiften beaufschlagten sensorseitigen Kontaktflächen erfolgt gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung über Goldbonddrähte zu einem den Drucksensor umschließenden, umspritzten Stanzgitter, auf dem eine Leiterplatte angeordnet ist, die ihrerseits die Kontaktflächen trägt. Die Leiterplatte ist auf dem
Stanzgitter aufgelötet, und das Stanzgitter erhält Massekontakt durch mindestens einen am Stanzgitter einstückig ausgebildeten gabelförmigen Flachstecker, der in eine im Flansch koaxial eingearbeitete Ringnut hineinragt und dort die Nutflanken und/oder den Nutboden kontaktiert. Das umspritzte Stanzgitter ist stirnseitig in der Ringnut aufgenommen und durch Einstemmen eines Nutrands am Flansch festgelegt.
GemäB einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Steuerelektronik eine Elektronikbox, die an dem vom Drucksensor abgekehrten Stirnende des Gehäuses angeordnet ist, und ein davor im Gehäuse gehaltenes Stanzgitter auf, das die der Steuereinheit zugeordneten Kontaktflächen auf ihrer von der Elektronikbox abgekehrten Unterseite trägt.
Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt eines Bremsgeräts für ein Fahrzeugbremssystem, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer vormontierten Unterbaugruppe des Bremsgeräts mit Drucksensor und Federkontaktstiften, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Stanzgitters der Unterbaugruppe in Fig. 2.
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des umspritzten Stanzgitters gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Drucksensors mit umspritztem Stanzgitter und Leiterplatte in der Unterbaugruppe gemäß Fig. 2, Fig. 6 jeweils einen Längsschnitt eines bis 8 Kontaktfederstiftes gemäß weiterer Ausführungsbeispiele.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Bremsgerät für ein Fahrzeugbremssystem ist an einem sog. Hydraulikblock 10 befestigt, in dem mit den Bremskreisen verbundene Hydraulikkanäle 11 verlaufen. Das Bremsgerät weist einen den Hydraulikdruck im Hydraulikkanal 11 messenden Drucksensor 12 sowie eine Steuerelektronik 13 zur Meßwertauswertung und Steuersignalgenerierung auf. Der Drucksensor 12 ist in eine im Hydraulikkanal 11 mündende, in den Hydraulikblock 10 eingebrachte Bohrung 14 flüssigkeitsdicht eingesetzt, während die Steuerelektronik 13 in einem über den Drucksensor 12 gestülpten und mit seinem offenen Stirnrand auf den Hydraulikblock 10 aufgesetzten und dort befestigten domartigen Gehäuse 15 untergebracht ist. Die Steuerelektronik 13 ist dabei in einer Elektronikbox 16 aufgenommen und mit
einem davor im Gehäuse 15 gehaltenen Stanzgitter 17 elektrisch verbunden, das auf seiner von der Elektronikbox 16 abgekehrten Unterseite 171 insgesamt vier Kontaktflächen 18 für die elektrische Verbindung zum Drucksensor 12 trägt.
Der Drucksensor 12 weist eine tassen-oder topfförmige Meßzelle 19 und einen die Meßzelle 19 aufnehmenden Flansch 20 auf, der mit einem zentralen Vorsprung 201 in die Meßzelle 19 und mit einem zentralen Zapfen 202 in die im Hydraulilkblock 10 ausgebildete Bohrung 14 hineinragt sowie mit einer Durchgangsbohrung 21 versehen ist, die den zentralen Vorsprung 201 und den Zapfen 202 durchdringt, so daß der zwischen der Stirnseite des zentralen Vorsprungs 201 und dem Topfboden der Meßzelle 19 verbleibende Meßspalt 22, dessen Volumen durch den zentralen Vorsprung 201 auf ein notwendiges Minimum begrenzt ist, mit dem Hydraulikkanal 11 im Hydraulikblock 10 in Verbindung steht. Der Zapfen 202 trägt einen Einstich 23, in dem ein an die Bohrungswand 141 der Bohrung 14 sich andrückender Dichtungsring 24, vorzugsweise 0-Ring, einliegt. Nach Einstecken des Zapfens 202 in die Bohrung 14 wird der Flansch 20 am Hydraulikblock 10 verstemmt. Die Verstemmung ist in Fig. 1 mit 25 gekennzeichnet. Die auf dem zentralen Vorsprung 201 aufsetzende topfförmige Meßzelle 19 ist mit ihrem Topfrand auf einer am Flansch 20 ausgebildeten Ringschulter 203 aufgesetzt und dort mittels einer umlaufenden Schweißnaht 26 befestigt. Der Topfrand der Meßzelle 19 ist dabei ohne Fase ausgeführt und dadurch besonderes einfach und präzise zu verschweißen.
Koaxial zum zentralen Vorsprung 201, Zapfen 202 und zur Ringschulter 203 ist eine Ringnut 27 im Flansch 20 ausgebildet, in die ein die Meßzelle 19 koaxial umschließendes Stanzgitter 28 mit Umspritzung 29 aus einem elektrisch isolierenden Material eingesetzt ist. Das Stanzgitter 28 ist in Fig. 3 und das mit der Umspritzung 29 versehene Stanzgitter in Fig. 4 einzeln perspektivisch dargestellt. Wie Fig. 3 zeigt, sind aus dem Stanzgitter 28 zwei Flachsteckerzungen 30 rechtwinklig nach unten ausgebogen, die im Endbereich innerhalb einer Aussparung 291 (Fig. 2 und 4) der Umspritzung 29 freiliegen und mit Einsetzen des umspritzten Stanzgitters 28,29 zur Herstellung eines Massekontakts zum Stanzgitter 28 die Nutflanken und/oder den Nutboden der Ringnut 27 kontaktieren. Nach Einsetzen des umspritzten Stanzgitters 28,29 wird dieses durch Einstemmen der äußeren Nutflanke in der Ringnut 27 mechanisch unverlierbar festgelegt. Die Meßzelle 19 ist tuber Goldbonddrähte 31 mit dem Stanzgitter 28 elektrisch verbunden.
Auf dem vom Flansch 20 abgekehrten Stirnende des Stanzgitters 28 ist eine bestückte Leiterplatte 32 aufgesetzt (Fig. 2 und 5) und elektrisch und mechanisch mit dem Stanzgitter 28 verbunden. Hierzu ist das Stanzgitter 28 mit nach oben abstehenden Aufnahmedornen 33 (Fig. 3 und 4) versehen, die durch Öffnungen 34 in der Leiterplatte 32 gesteckt und in den Öffnungen 34 verlötet sind. Die sich somit ergebende Baueinheit aus Flansch 20, Meßzelle 19, Stanzgitter 28 mit Umspritzung 29 und Leiterplatte 32 ist in Fig. 2 und 5 perspektivisch dargestellt. Auf der vom umspritzten Stanzgitter 28,29 abgekehrten Oberseite der Leiterplatte 32
sind insgesamt vier Kontaktflächen 35 für die elektrische Verbindung zur Steuerelektronik 13 aufgebracht.
Die elektrische Verbindung zwischen dem Drucksensor 12 und der Steuerelektronik 13 ist durch ingesamt vier Federkontaktstifte 36 (Fig. 1 und 2) hergestellt, die in in einem Isolierstück 37 ausgebildeten Führungen 38 eingesteckt sind. Das Isolierstück 37 ist in einer Kapsel 39 aufgenommen, die den Drucksensor 12, einschließlich dem umspritzten Stanzgitter 28,29 und der Leiterplatte 32, koaxial umschließt und auf dem Flansch 20 durch einige Schweißpunkte befestigt ist. Drucksensor 12 mit Kapsel 39 und den aus der Kapsel 39 hervorstehenden Federkontaktstiften 36 bilden eine komplett vormontierte Unterbaugruppe des Bremsgeräts, wie sie in Fig. 2 perspektivisch dargestellt ist.
Jeder Federkontaktstift 36 besteht aus einer Hülse 41, einem in der Hülse 41 axial verschieblichen Kontaktstift 42 und einer in der Hülse 41 einliegenden Schraubendruckfeder 43, die sich mit ihrem einen Federende an dem Kontaktstift 42 und mit ihrem anderen Federende an dem ganz oder teilweise geschlossenen Ende der Hülse 41 abstützt. Wie in der vergrößerten Darstellung in Fig. 6 zu sehen ist, ist am Kontaktstift 42 ein Anschlag 44 ausgebildet, der zur Begrenzung des Verschiebewegs des Kontaktstiftes 42 mit einem Gegenanschlag 45 in der Hülse 41 zusammenwirkt und so ein Herausgleiten des von außen unbelasteten Kontaktstiftes 42 aus der Hülse 41 verhindert.
Zur Montage des Bremsgeräts wird die vormontierte Unterbaugruppe gemäß Fig. 2 in die Bohrung 14 im
Hydraulikblock 10 eingesteckt und im Hydraulikblock 10 am Flansch 20 verstemmt. Danach wird das mit der Elektronikbox 16 und dem Stanzgitter 17 bestückte Gehäuse 15 über die Unterbaugruppe gemäß Fig. 2 geschoben, wobei die am Stanzgitter 17 ausgebildeten Kontaktflächen 18 sich auf die Stirnenden der Hülsen 41 der Federkontaktstifte 36 auflegen.
Unter Zusammenpressen der Schraubendruckfedern 43 in den vier Federkontaktstiften 36 wird nunmehr das Gehäuse 15 soweit über die Unterbaugruppe gemäß Fig. 2 geschoben, bis der Topfrand des Gehäuses 15 auf dem Hydraulikblock 10 aufstößt.
Nunmehr wird das Gehäuse 15 am Hydraulilkblock 10 befestigt, was-wie weiter nicht dargestellt ist-durch Verschrauben, Verschweißen, Verstemmen oder ähnliches erfolgen kann. Bei der Endmontage des Bremsgeräts wird mit Uberstulpen des Gehäuses 15 über die Unterbaugruppe aus Drucksensor 12 und Kapsel 39 mit Federkontaktstiften 36 die Kontaktierung zwischen Drucksensor 12 und Steuerelektronik 13 automatisch hergestellt, ohne daß dies besonderer Steckvorgänge bedarf.
In Fig. 7 und 8 sind noch zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für die Ausbildung der Federkontaktstifte 36 dargestellt. In beiden Ausführungsbeispielen weist der Federkontaktstift 36 zwei Kontaktstifte 42 auf, die in der Hülse 41 verschieblich geführt sind und an beiden Hülsenenden vorstehen. Zwischen den beiden Kontaktstiften 42 stützt sich die Schraubendruckfeder 43 ab. An jedem Kontaktstift 42 ist wiederum ein Anschlag 44 ausgebildet, der mit einem Gegenanschlag 45 in der Hülse 41 zusammenwirkt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 trägt jeder Kontaktstift 42 einen Führungsdorn 46, der von der Schraubendruckfeder 43
übergriffen wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist auf einen solchen Führungsdorn 46 verzichtet und die Schraubendruckfeder in der Hülse 41 geführt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können in dem Hydraulikblock mehrere Drucksensoren 12 nebeneinander angeordnet sein, wobei jeder Drucksensor 12 den Druck in einem von im Hydraulikblock 10 ausgebildeten parallelen Hydraulikkanälen 11 erfaßt. Jeder Drucksensor ist zusammen mit dem umspritzten Stanzgitter 28,29, der Leiterplatte 27 und dem Isolierstück 37 mit Federkontaktstiften 36 durch die Kapsel 39 zu der vormontierten Unterbaugruppe gemäß Fig. 2 zusammengefaßt. Nach Einsetzen der einzelnen Unterbaugruppen in die entsprechenden Bohrungen 14 im Hydraulikblock 10 wird ein gemeinsames Gehäuse 15, welches die Steuerelektronik 13 und eine der Zahl der Drucksensoren 12 entsprechende Anzahl von Stanzgittern 17 mit entsprechenden Kontaktflächen 18 enthält, über alle Unterbaugruppen gestülpt und am Hydraulikblock 10 befestigt. Die Stanzgitter können auch zu einem einzigen Stanzgitter zusammengefaßt werden.
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