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Die
Erfindung befasst sich mit der Erfassung eines Unterdrucks, um Informationen über den
Luftdruck in einer Vakuumkammer eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers zu
gewinnen.
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Unterdruck-Bremskraftverstärker werden
in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die vom Fahrer beim Bremsen auf
ein Bremspedal aufgebrachte Fußkraft zu
verstärken.
Sie weisen eine Vakuumkammer und eine Arbeitskammer auf, die durch
einen Membrankolben getrennt sind. In der Vakuumkammer wird während des
Fahrbetriebs ständig
ein Unterdruck aufrechterhalten, bei einem Fahrzeug mit Ottomotor beispielsweise,
indem die Vakuumkammer an ein Saugrohr des Motors angeschlossen
ist, oder bei einem Fahrzeug mit Dieselmotor mit Hilfe einer gesonderten
Pumpe.
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Die
Arbeitskammer ist entweder mit der Vakuumkammer oder mit Atmosphäre verbunden.
Dies wird durch ein Steuerventil gesteuert, welches von einer Kolbenstange
betätigt
wird, die mit dem Bremspedal gekoppelt ist. Solange die beiden Kammern miteinander
verbunden sind, herrscht auch in der Arbeitskammer ein Unterdruck,
so dass keine Druckdifferenz zwischen beiden Kammern auftritt. Beim Bremsen
wird ein Unterdruckkanal zwischen der Arbeitskammer und der Vakuumkammer
geschlossen und Außenluft
in die nunmehr von der Vakuumkammer getrennte Arbeitskammer eingelassen.
Mit dem steigenden Druck in der Arbeitskammer geht eine Druckdifferenz
an dem Membrankolben einher. Der Membrankolben ist mit einem Stößel verbunden,
welcher die Kraft des Membrankolbens an einen Hauptbremszylinder
weiterleitet. Mit zunehmender Pedalkraft steigt die Druckdifferenz
an dem Membrankolben, was eine entsprechend zunehmende Hilfskraft zur
Folge hat, die von dem Stößel auf
den Hauptbremszylinder übertragen
wird.
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Besonders
bei solchen Unterdruck-Bremskraftverstärkern, die an eine Ansaugleitung
eines Verbrennungsmotors angeschlossen sind, kann beobachtet werden,
dass der Druck in der Vakuumkammer nicht immer gleich ist. Ein veränderlicher
Druck in der Vakuumkammer führt
dazu, dass sich bei gleicher Pedalkraft die Druckdifferenz an dem
Membrankolben ändert
und entsprechend die auf den Hauptbremszylinder übertragene Hilfskraft unterschiedlich ist.
Bei einem Kaltstart des Motors beispielsweise ist oft anfänglich ein
nur ungenügendes
Vakuum in der Vakuumkammer festzustellen. Es kann einige Zeit dauern,
bis sich nach einem Kaltstart ein hinreichend starkes Va kuum in
der Vakuumkammer aufbaut. In dieser anfänglichen Phase kann deshalb
die Verstärkung
des Bremskraftverstärkers
nicht ausreichend hoch sein, um das Fahrzeug wirksam abbremsen zu können. Aber
nicht nur bei einem Kaltstart, sondern auch in anderen Situationen,
beispielsweise bei Undichtigkeiten oder einem Abreißen der
Saugleitung, kann ein gefährlicher
Abfall oder sogar völliger
Ausfall der Verstärkungsfunktion
des Bremskraftverstärkers
auftreten.
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Es
ist bekannt, beispielsweise aus
DE 197 29 158 C1 und
DE 102 18 972 A1 zur Beurteilung
der Leistungsfähigkeit
eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers den
Luftdruck unmittelbar in der Vakuumkammer sensorisch zu überwachen.
Wird ein zu starker Abfall der Güte
des Vakuums erfasst, wird der Fahrer alarmiert oder/und es werden
geeignete Gegenmaßnahmen
getroffen. Eine geläufige
Gegenmaßnahme
besteht darin, ein vorhandenes Pumpsystem der Bremsanlage zu aktivieren,
um den hydraulischen Bremsdruck zu erhöhen und so den Ausfall der
Verstärkungsfunktion
des Bremskraftverstärkers
wenigstens zum Teil zu kompensieren.
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Bei
bisherigen Lösungen
wird zur Ermittlung des Luftdrucks in der Vakuumkammer stets ein Drucksensor
an dem Bremskraftverstärker
angebracht. Es kommt jedoch gelegentlich vor, dass der Drucksensor
ausfällt
und deshalb ausgewechselt werden muss. Zum Ausbau des Drucksensors
muss dann regelmäßig zunächst der
Hauptbremszylinder vom Bremskraftverstärker abgenommen werden und dann
auch der Bremskraftverstärker
ausgebaut werden. Dies ist mühsam
und mit hohem Zeitaufwand verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Drucksensor,
der Informationen über
den Druck in der Vakuumkammer eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers liefert, so angebracht werden
kann, dass sein Austausch im Fall einer Störung oder eines Ausfalls mit
weniger Mühe
möglich ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische
Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs vor, wobei der Hauptbremszylinder
ein Druckraumsystem aufweist, welches in einem Einbauzustand des
Hauptbremszylinders, in dem dieser an einem Unterdruck-Bremskraftverstärker angebracht
ist, mit einer Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers in Verbindung steht.
Erfindungsgemäß ist dabei
der Hauptbremszylinder mit einem den Druck in dem Druckraumsystem
erfassenden Drucksensor bestückt.
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Die
Erfindung weicht von der bisherigen Vorstellung ab, dass ein Drucksensor,
der den Druck in der Vakuumkammer eines Bremskraftverstärkers messen
soll, an dem Bremskraftverstärker
anzubringen ist. Stattdessen sieht sie vor, einen solchen Drucksensor
an einem Hauptbremszylinder anzubringen, wobei dieser Drucksensor
den Druck in einem Druckraumsystem des Hauptbremszylinders misst,
das in der Einbausituation mit der Vakuumkammer eines angrenzenden
Bremskraftverstärkers verbunden
ist. Die Anbringung eines Drucksensors an dem Hauptbremszylinder
ist insofern günstig,
als dann im Fall eines Sensordefekts nicht mehr der Bremskraftverstärker demontiert
werden muss.
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Der
Hauptbremszylinder weist üblicherweise ein
Zylindergehäuse
mit einer Längsachse
und einer axialen Gehäusebohrung
sowie eine in der Gehäusebohrung
axial beweglich geführte
Kolbeneinheit auf. Im Bereich eines offenen axialen Endes der Gehäusebohrung
ist dabei vorzugsweise ein nach außen offener Ringraum zwischen
der Kolbeneinheit und dem Zylindergehäuse gebildet, der bei Anbringung
des Hauptbremszylinders an einem Unterdruck-Bremskraftverstärker durch
dessen Vakuumkammer ergänzt
wird. Ein solcher Ringraum an der dem Bremskraftverstärker zugewandten
Stirnseite ist bei vielen marktüblichen
Hauptbremszylindern bereits standardmäßig vorhanden. Da in diesem
Ringraum im Fahrbetrieb der gleiche Druck wie in der Vakuumkammer
herrscht, ist es grundsätzlich
möglich,
die Druckmessung in dem Ringraum vorzunehmen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist in dem Zylindergehäuse
außerhalb
der Gehäusebohrung
ein im wesentlichen axial verlaufender Kanal ausgebildet, welcher
an einer axialen Ringschulter der Bohrungsumfangswand in den Ringraum
mündet.
Vorzugsweise mündet
dieser Kanal an seinem ringraumfernen Ende in eine nach außen offene
Ausnehmung aus, welche in einer radialen Erweiterung des Zylindergehäuses ausgebildet
ist. Die Ausnehmung bildet dabei eine Steckfassung für einen
elektrischen Anschlussstecker, welcher abdichtend in die Steckfassung
einsetzbar ist. Der Anschlussstecker trägt ein oder mehrere Kontaktelemente,
an denen zumindest die Sensorsignale des Drucksensors oder hiervon
abgeleitete Signale abgreifbar sind.
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Der
Kanal kann sich in Richtung zu einer ringraumfernen Mündungsöffnung hin
axial an einem radial abstehenden Befestigungsflansch des Zylindergehäuses vorbei
erstrecken, welcher der Befestigung des Hauptbremszylinders an dem
Bremskraftverstärker
dient.
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Wie
bereits angedeutet, kann der Drucksensor in dem Ringraum angeordnet
sein. Der Kanal kann dann vorteilhafterweise zur geschützten Unterbringung
einer elektrischen Leiteranordnung genutzt werden, welche zumindest
der Leitung der Sensorsignale des Drucksensors oder hiervon abgeleiteter
Signale dient.
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Der
Drucksensor kann alternativ in dem Kanal angeordnet sein oder er
kann auch in der Ausnehmung angeordnet sein. In letzterem Fall ist
er vorzugsweise an dem Anschlussstecker oder einer den Anschlussstecker
umfassenden Baueinheit gehalten.
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Es
können
zumindest Teile einer elektronischen Auswerteschaltung für die Sensorsignale
des Drucksensors in dem Ringraum oder/und in dem Kanal oder/und
in der Ausnehmung untergebracht sein. Auf diese Weise können die
für die
Druckmessung und die Auswertung der Messsignale benötigten Mittel
an dem Hauptbremszylinder konzentriert werden.
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Oftmals
ist es erwünscht,
die relative axiale Position von Kolbeneinheit und Zylindergehäuse des Hauptbremszylinders
zu kennen, beispielsweise um das Ein- und Ausschalten von Bremswarnleuchten des
Fahrzeugs zu steuern oder den Betrieb eines Antiblockiersystems
des Fahrzeugs zu steuern. Zu diesem Zweck kann der Hauptbremszylinder
ferner einen in dem Ringraum angeordneten Positionssensor umfassen,
welcher der Erfassung der axialen Lage der Kolbeneinheit relativ
zu dem Zylindergehäuse dient.
Eine elektrische Leiteranordnung, welche zumindest der Leitung der
Sensorsignale des Positionssensors oder hiervon abgeleiteter Signale
dient, ist dabei bevorzugt durch den Kanal hindurchgeführt, wobei
dann an den Kontaktelementen des Anschlusssteckers auch die Sensorsignale
des Positionssensors oder die hiervon abgeleiteten Signale abgreifbar
sind.
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Der
Positionssensor und wenigstens Teile der die Sensorsignale des Positionssensors
oder die hiervon abgeleiteten Signale führenden Leiteranordnung sind
bevorzugt in einem gemeinsamen Sensorgehäuse zu einer Baueinheit zusammengefasst,
wobei das Sensorgehäuse
einen dornartigen Abschnitt aufweist, mit welchem es in den Kanal
hineinragt. Das Sensorgehäuse
schützt
so die Leiteranordnung und vermeidet aufgrund seines dornartigen
Abschnitts, der lediglich in den Kanal eingesteckt werden muss,
ein mühsames
händisches
Einfädeln
der Leiteranordnung in den Kanal.
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Wenn
der Drucksensor in der Ausnehmung angeordnet ist, besteht zweckmäßigerweise
außen an
dem dornartigen Abschnitt des Sensorgehäuses vorbei eine Verbin dung
zwischen dem Ringraum und der Ausnehmung, so dass in der Ausnehmung
der gleiche Luftdruck herrscht wie in dem Ringraum.
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Der
Drucksensor kann ebenfalls in dem Sensorgehäuse untergebracht sein, so
dass sich eine Baueinheit ergibt, die sowohl zur Positions- als
auch zur Druckmessung fähig
ist. Ist dabei der Drucksensor in dem Ringraum angeordnet, empfiehlt
es sich, dass die Leiteranordnung auch die Sensorsignale des Drucksensors
oder hiervon abgeleitete Signale führt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
stellen dar:
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1 eine
Perspektivansicht eines Hauptbremszylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
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2 eine
teilweise geschnittene Ansicht des Hauptbremszylinders der 1 in
einer Darstellung von oben,
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3 eine
erste Variante der Ausführungsform
der 2,
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4 eine
zweite Variante der Ausführungsform
der 2 und
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5 eine
dritte Variante der Ausführungsform
der 2.
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Es
wir zunächst
auf die 1 und 2 verwiesen.
Der dort gezeigte Hauptbremszylinder ist allgemein mit 10 bezeichnet.
Er ist bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel
in Tandembauweise ausgeführt
und weist ein Zylindergehäuse 12 mit
einer Gehäuseachse 14 auf.
In dem Zylindergehäuse 12 ist eine
sich axial erstreckende, zylindrische Zentralbohrung 16 ausgebildet,
welche einseitig offen ist, nämlich
an dem in 2 rechten Ende des Zylindergehäuses 12.
In an sich bekannter Weise ist in der Zentralbohrung 16 eine
Kolbeneinheit 18 beweglich geführt, von der nur ein aus dem
Zylindergehäuse 12 herausragendes
stangenförmiges
Ende (nachfolgend Kolbenstange genannt) 20 zu sehen ist.
Die Kolbeneinheit 18 weist mindestens einen nicht näher dargestellten
Kolben auf, welcher in der Bohrung 16 abdichtend geführt ist
und eine mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllte
Arbeitskammer begrenzt.
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Das
Zylindergehäuse 12 weist
an diametral gegenüberliegenden
Seiten je einen radial abstehenden Befestigungsflansch 22 mit
einer darin ausgebildeten Befestigungs bohrung 24 auf. In
den 1 und 2 ist gleichwohl nur einer der
Befestigungsflansche 22 zu erkennen. Die Befestigungsflansche 22 dienen
dazu, den Hauptbremszylinder 10 an einem in 2 mit
gestrichelten Linien nur grob schematisch angedeuteten Unterdruck-Bremskraftverstärker 26 zu
befestigen. Jeder der Befestigungsflansche 22 weist eine
Anlagefläche 28 auf,
an welcher im Einbauzustand des Hauptbremszylinders 10 der
Bremskraftverstärker 26 mit
einer gegenüberliegenden Stirnfläche 30 anliegt.
Die Befestigung des Hauptbremszylinders 10 an dem Bremskraftverstärker erfolgt
mittels Befestigungsschrauben, welche in die Befestigungsbohrungen 24 der
Befestigungsflansche 22 eingesetzt werden. In 2 ist
eine dieser Befestigungsschrauben schematisch bei 32 angedeutet.
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In
an sich bekannter Weise weist der Bremskraftverstärker 26 einen
Membrankolben 34 auf, welcher eine Vakuumkammer 36 von
einer Arbeitskammer 38 trennt. Der Membrankolben 34 ist
mit einem Stößel 40 gekoppelt,
welcher in eine zentrisch in das stirnseitige Ende der Kolbenstange 20 eingearbeitete Aussparung 42 hineinreicht.
Bei Auftreten einer Druckdifferenz zwischen der Vakuumkammer 36 und der
Arbeitskammer 38 bewegt sich der Membrankolben 34 in 2 nach
links, wobei der Stößel 40 eine axial
gerichtete Kraft auf die Kolbeneinheit 18 überträgt. Eine
Druckdifferenz zwischen den Kammern 36, 38 tritt
dann auf, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs, in das der Hauptbremszylinder 10 und
der Bremskraftverstärker 26 eingebaut
sind, ein Bremspedal drückt,
um das Fahrzeug abzubremsen. Es wird dann Außenluft mit Atmosphärendruck
in die Arbeitskammer 38 eingelassen, während in der Vakuumkammer 36 weiterhin
ein Unterdruck herrscht. Bei nicht betätigtem Bremspedal ist dagegen
eine in den Figuren nicht näher
dargestellte Verbindung zwischen den Kammern 36, 38 geöffnet und
der Zustrom von Außenluft
in die Arbeitskammer 38 gesperrt. In der Arbeitskammer 38 herrscht
dann der gleiche Unterdruck wie in der Vakuumkammer 36.
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Der
Hauptbremszylinder 10 weist bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel
ferner zwei Anschlüsse 44, 46 auf,
die dem Anschluss eines Flüssigkeitsreservoirs
dienen, einen Anschluss 48 zur Verbindung des Hauptbremszylinders 10 mit
einem ersten hydraulischen Bremskreis sowie einen Anschluss 50 zur
Verbindung des Hauptbremszylinders 10 mit einem zweiten
hydraulischen Bremskreis.
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Im
Bereich des offenen Endes der Bohrung 16 ist zwischen dem
Zylindergehäuse 12 und
der Kolbeneinheit 18 ein zur Seite des Bremskraftverstärkers hin
offener Ringraum 52 gebildet. In Richtung axial zum Bohrungsinneren
hin ist der Ringraum 52 durch eine axial gerichtete Ringschulter 54 begrenzt, welche
von einer durchmesser vergrößernden
Stufe in der Umfangswand der Bohrung 16 gebildet ist. Man
erkennt in 2, dass im Einbauzustand des Hauptbremszylinders 10 die
Kolbenstange 20 sowie der Stirnbereich des Zylindergehäuses 12 in
die Vakuumkammer 26 hineinragen, sodass der Ringraum 52 unmittelbar
mit der Vakuumkammer 36 verbunden ist. In dem Ringraum 52 herrscht
danach der gleiche Druck wie in der Vakuumkammer 36. In
axialem Abstand von dem Ringraum 52 ist in die Umfangswand der
Bohrung 16 eine Umfangsnut 56 eingearbeitet, in die
ein Dichtring 58 eingesetzt ist. Der Dichtring 58 dichtet
den Bohrungsinnenraum gegenüber
dem in der Vakuumkammer 36 herrschenden Vakuum ab.
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Radial
außerhalb
der Bohrung 16 ist in das Zylindergehäuse 12 ein axial verlaufender
Verbindungskanal 60 eingearbeitet, welcher axial einenends
an der Ringschulter 54 in den Ringraum 52 ausmündet und
axial andernends am Grund einer Ausnehmung 62 in diese
ausmündet.
Die Ausnehmung 62 ist in einem radialen Fortsatz 64 (radiale
Erweiterung) des Zylindergehäuses 12 gebildet
und zur in 2 linken Seite hin, d.h. axial
weg von dem Ringraum 52, offen. Sie bildet eine Steckfassung
oder Aufnahmedose für
einen elektrischen Anschlussstecker 66, der verliersicher
und abdichtend von der offenen Seite der Ausnehmung 62 her
in die Fassung einsetzbar ist. Hierzu weist der Anschlussstecker 66 einen
oder mehrere Rastvorsprünge 68,
im dargestellten Beispielfall der 2 eine sich
ringartig über den
Umfang des Anschlusssteckers 66 erstreckende Rastrippe,
auf, die zur Arretierung des Anschlusssteckers 66 in eine
oder mehrere komplementäre
Rastvertiefungen 70 der Steckerfassung verrastend eingreifen.
Im dargestellten Beispielfall ist an der Innenwand der Ausnehmung 62 eine
die Rastrippe des Anschlusssteckers 66 aufnehmende Ringnut
ausgebildet. Des Weiteren ist zwischen dem Anschlussstecker 66 und
der Innenwand der Ausnehmung 62 ein Dichtelement, hier
ein O-Ring, 72 wirksam, welches für eine hermetische Abdichtung
des Innenraums der Ausnehmung 62 gegenüber des Außenumgebung sorgt. Der O-Ring 72 ist
in eine am Außenumfang
des Anschlusssteckers 60 gebildete Ringnut 74 eingesetzt.
Angesichts der Verbindung der Ausnehmung 62 mit dem Ringraum 52 über den
Verbindungskanal 60 herrscht in der Ausnehmung 62 der
gleiche Druck wie im Ringraum 52, d.h. im Einbauzustand
des Hauptbremszylinders 10 der gleiche Luftdruck wie in der
Vakuumkammer 36 des Bremskraftverstärkers 26. Die hermetische
Abdichtung zwischen dem Anschlussstecker 66 und der Innenwand
der Ausnehmung 62 verhindert, dass durch die Ausnehmung 62, den
Verbindungskanal 60 und den Ringraum 52 hindurch
das Vakuum in der Vakuumkammer 36 durch den Zustrom von
Außenluft
geschwächt
wird.
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Um
die Leistungsfähigkeit
des Bremskraftverstärkers 26 zu
beurteilen, wird der Druck in der Vakuumkammer 36 indirekt über eine
Druckmessung innerhalb des aus dem Ringraum 52, dem Verbindungskanal 60 und
der Ausnehmung 62 bestehenden Druckraumsystems des Hauptbremszylinders 10 ermittelt.
Bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 ist hierzu ein Drucksensor 76 an der
der Ausnehmung 62 zugewandten Rückseite des Anschlusssteckers 66 gehalten.
Der Drucksensor 76 misst den Druck in der Ausnehmung 62,
der – wie
weiter oben bereits erwähnt – im Einbauzustand
des Hauptbremszylinders 10 dem Luftdruck in der Vakuumkammer 36 entspricht.
Der Drucksensor 76 kann beispielsweise an den Anschlussstecker 66 angeklebt
sein oder in das Gehäusematerial
des Anschlusssteckers 66 eingebettet sein. Der Anschlussstecker 66 weist
auf seiner von außen
zugänglichen
Vorderseite eine Anordnung von Kontaktelementen 78 auf,
an denen elektrische Signale abgreifbar sind, die entweder unmittelbar
die Sensorsignale des Drucksensors 76 sind oder hiervon
abgeleitete Signale. Solche abgeleiteten Signale können von
einer Auswerteelektronik bereitgestellt werden, die die Sensorsignale
des Drucksensors 66 auswertet. Im Beispielfall der 2 sind
wenigstens Teile einer solchen Auswerteelektronik (bezeichnet mit 80)
gemeinsam mit dem Drucksensor 76 an der Rückseite
des Anschlusssteckers 66 angeordnet. Die Kontaktelemente 78 können beispielsweise
Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen sein. Der Anschlussstecker 66 dient
zum Anschluss eines nicht näher dargestellten
Verbindungskabels, dass die an den Kontaktelementen 78 anliegenden
Signale an eine elektronische Steuereinheit weiterleitet. Abhängig von
dem gemessenen Druck kann diese Steuereinheit beispielsweise die
Aktivierung einer ESP-Pumpe zur Erhöhung des hydraulischen Bremsdrucks
bewirken, wenn ein zu hoher Luftdruck in der Vakuumkammer 36 festgestellt
wird.
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Wenn
bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 ein Defekt an dem Drucksensor 76 oder
der Auswerteschaltung 80 auftritt, ist ein Austausch dieser
Komponenten selbst im Einbauzustand des Hauptbremszylinders 10 möglich, ohne
dass der Hauptbremszylinder 10 hierzu von dem Bremskraftverstärker 36 abmontiert
werden muss. Da der Verbindungskanal 60 axial an den Befestigungsflanschen 22 vorbeiführt und
die Ausnehmung 62 somit axial jenseits der Befestigungsflansche 22 liegt,
ist die Ausnehmung 62 und damit der Anschlussstecker 66 auch
im Einbauzustand des Hauptbremszylinders 10 ohne weiteres
von außen
zugänglich.
Es genügt dann,
den Anschlussstecker 66 aus der Ausnehmung 62 herauszuziehen,
um den Drucksensor 76 oder die Auswerteelektronik 80 auswechseln
zu können.
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In
den 3–5 sind
gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie in den jeweils vorhergehenden
Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch ergänzt um einen
Kleinbuchstaben. Soweit sich nachstehend nichts anderes ergibt,
wird zur Erläuterung
dieser Komponenten auf die Ausführungen
zu den jeweils vorhergehenden Figuren verwiesen.
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Bei
der Variante der 3 ist der Hauptbremszylinder 10a neben
dem Drucksensor 76a noch mit einer Lageerfassungseinrichtung 82a bestückt, welche
die Ermittlung der axialen Position der Kobeneinheit 18a relativ
zu dem Zylindergehäuse 12a gestattet.
Die von der Lageerfassungseinrichtung 82a bereitgestellten
Lagesignale können
beispielsweise dazu verwendet werden, eine Betätigung des Hauptbremszylinders 10a zu
erkennen, um entsprechend eine Bremswarnleuchte einzuschalten. Die
Lageerfassungseinrichtung 82a umfasst eine getrennt von
dem Anschlussstecker 66a ausgebildete Sensoreinheit 84a,
welche ein vorzugsweise aus Kunststoff spitzgegossenes Sensorgehäuse 86a aufweist.
Eingebettet in das Sensorgehäuse 86a sind ein
Positionssensor 88a sowie eine elektrische Leiteranordnung 90a,
welche aus einer oder mehreren Leitungen bestehen kann. Die Leitungen
der Leiteranordnung 90a können beispielsweise von Drähten oder
metallischen Flachbahnen gebildet sein.
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Der
Positionssensor 88a befindet sich innerhalb des Ringraums 52a und
spricht auf das Magnetfeld eines Magnetrings 92a an, welcher
in die stirnseitige Aussparung 42a der Kolbenstange 20a fest eingebaut
ist. Der Positionssensor 88a kann beispielsweise ein Hall-Element
oder ein Reedkontakt sein. Der Magnetring 92a kann in die
Aussparung 42 eingepresst sein. Er kann auch durch eine
Gewindeverbindung mit der Kolbenstange 20 gekoppelt sein.
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Wird
im Betrieb der Hauptbremszylinder 10a über den in 3 nicht
dargestellten Bremskraftverstärker
betätigt,
also die Kolbeneinheit 18a in 3 nach links
bewegt, so verlagert sich der Magnetring 92a axial gegenüber dem
Positionssensor 88a. Der Positionssensor 88a registriert
das Magnetfeld des sich nähernden
Magnetrings 92a und gibt sein Sensorsignal auf die Leiteranordnung 90a aus.
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Das
Sensorgehäuse 86a ist
mit einem dornartigen Abschnitt 94a ausgeführt, in
welchen die Leiteranordnung 90a eingebettet ist. Der dornartige
Abschnitt 94a ist in den Kanal 60a eingesteckt
und erstreckt sich durch dessen gesamte Länge. Am ringraumfernen Ende
des Kanals 60a ragt der dornartige Abschnitt 94a im
Beispielfall der 3 etwas in die Ausnehmung 62a hinein.
An diesem Ende des dornartigen Abschnitts 94a bildet die
Sensoreinheit 84a eine elektrische Schnittstelle, zu der
der Anschlussstecker 66a eine komplementäre Schnittstelle aufweist.
Die Sensoreinheit 84a ist bei der Variante der 3 von
der offenen Seite des Ringraums 52 her in diesen einzusetzen,
also von der in 3 rechten Seite des Ringraums 52.
Bei ordnungsgemäßem Einbau
der Sensoreinheit 84a und des Anschlusssteckers 66a treten
die elektrischen Schnittstellen dieser beiden Komponenten in Eingriff,
sodass auch die Sensorsignale des Positionssensors 88a an
zugeordneten der Kontaktelemente 78a des Anschlusssteckers 66a abgreifbar
sind. Ähnlich
wie im Fall des Drucksensors 76a kann auch eine die Sensorsignale des
Positionssensors 88a auswertende Auswerteelektronik wenigstens
teilweise in den Hauptbremszylinder 10a integriert sein.
Beispielweise können
entsprechende Schaltungsteile in dem Ringraum 52a – gehalten
am Sensorgehäuse 86a – angeordnet
sein oder in der Ausnehmung 62a untergebracht sein, etwa
indem sie dort an der Rückseite
des Anschlusssteckers 66 angebracht sind. An den Kontaktelementen 78a des
Anschlusssteckers 66a sind dann nicht die Sensorsignale
des Positionssensors 88a unmittelbar abgreifbar, sondern
hiervon abgeleitete Signale der Auswerteelektronik.
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Nicht
nur der Anschlussstecker 66a, sondern auch die Sensoreinheit 84a ist
lösbar
in den Hauptbremszylinder 10a eingebaut. Zur Halterung
der Sensoreinheit 84a an dem Zylindergehäuse 12a weist Erstere
einen entgegengesetzt zu dem dornartigen Abschnitt 94a axial
abstehenden Fortsatz 96a auf, welcher die Form eines Abschnitts
einer Ringhülse besitzt.
Der Fortsatz 96a liegt der Umfangswand der Gehäusebohrung 16a innerhalb
des Ringraums 52a unmittelbar benachbart und erstreckt
sich in Umfangsrichtung über
mehr, insbesondere nur etwas mehr, als einen Halbkreis. Die in Umfangsrichtung nicht
geschlossene Form des Fortsatzes 96a hat gegenüber einer
vollständig
zu einer ringzylindrischen Hülse
geschlossenen Form den Vorteil, dass sie eine gewisse Elastizität des Fortsatzes 96a ermöglicht, die
einen Durchmesserausgleich zulässt.
An den Außendurchmesser
des Fortsatzes 96a müssen
dann nicht so hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden, um
dennoch ein Anschmiegen des Fortsatzes 96a an die Umfangswand
der Gehäusebohrung 16a zu
erzielen. An seiner Außenumfangsseite
trägt der
Fortsatz 96a eine sich in Umfangsrichtung erstreckende,
nach radial außen
abstehende Rastrippe 98a, die im Einbauzustand der Sensoreinheit 84a lösbar verastend
in eine Ringnut 100a an der Umfangswand der Gehäusebohrung 16a eingreift.
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Um
eine definierte Eintauchtiefe des dornartigen Abschnitts 94a in
den Verbindungskanal 60a zu erreichen, weist das Sensorgehäuse 86a einen
gegenüber
der Mündungsöffnung des
Verbindungskanals 60a in den Ringraum 52a nach
radial innen vorstehenden Gehäuseabschnitt 102a auf,
welcher zur Anlage an der Ringschulter 54a kommt. Der Positionssensor 88a ist
im radial inneren Bereich dieses Gehäuseabschnitts 102a angeordnet,
sodass er enge radiale Nähe
zu dem Magnetring 92a hat.
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Man
erkennt gut in 3, dass der dornartige Abschnitt 94a nicht
ringsum eng an der Begrenzungswand des Verbindungskanals 60a anliegt,
sondern dass rings um den dornartigen Abschnitt 94a ein Freiraum
vorhanden ist, durch den hindurch eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 62a und
dem Ringraum 52a besteht. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass sich die in dem Ringraum herrschenden Druckverhältnisse
bis zur Ausnehmung 62a fortsetzen. Eine Verbindung zwischen
dem Ringraum 52a und der Ausnehmung 62a kann aber
auch in anderer Weise hergestellt werden. Beispielsweise ist es denkbar,
dass in das Sensorgehäuse 86a eine
Passage eingeformt ist, die sowohl zum Ringraum 52a als
auch zur Ausnehmung 62a hin offen ist. Bei Anordnung des
Drucksensors 76a in der Ausnehmung 62a ist die
Sensoreinheit 84a in jedem Fall so ausgestaltet, dass sie
eine Verbindung zwischen dem Ringraum 52a und der Ausnehmung 62a belässt oder bereitstellt.
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In
einer Abwandlung des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels
kann der Drucksensor 76a aus der Ausnehmung 62a heraus
in den Ringraum 52a verlegt sein und dort in das Gehäuse 86a der
Sensoreinheit 84a eingebettet sein, etwa in dem auch den Positionssensor 88a tragenden
Gehäuseabschnitt 102a.
Die Sensoreinheit 84a ist dann mit zwei Sensorelementen,
nämlich
dem Positionssensor 88a und dem Drucksensor 76a,
bestückt.
Die Leiteranordnung 90a weist in diesem Fall auch eine
oder mehrere Leitungen für
die Sensorsignale des Drucksensors oder hiervon abgeleitete Signale
auf.
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Bei
der Variante der 4 sind der Anschlussstecker 66b und
die Sensoreinheit 84b anders als in 3 nicht
baulich getrennt, sondern zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst. Man
erkennt, dass das Sensorgehäuse 86b im
Wesentlichen nur aus dem dornartigen Abschnitt – oder Finger – 94b besteht.
Der Drucksensor 76b und der Positionssensor 88b sind
im Bereich der in den Ringraum 52b reichenden Spitze dieses
Fingers 94b angeordnet. Zum Einbau wird die Einheit aus
Anschlussstecker 66b und Sensoreinheit 84b in
die Ausnehmung 62b eingeführt und dabei der Finger 94b in
den Kanal 60b eingesteckt. Dies kann im Einbauzustand des
Hauptbremszylinders 10b geschehen, also wenn dieser an
einem in 4 nicht näher dargestellten Unterdruck-Bremskraftverstärker angebracht
ist. Dementsprechend kann die Einheit aus Anschlussstecker 66b und
Sensoreinheit 84b im Einbauzustand des Hauptbremszylinders 10b auch
ausgebaut werden.
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Der
Positionssensor 84b ist bei der Variante der 4 nicht
in enger radialer Nachbarschaft zu der Kolbenstange 20b angeordnet,
sondern weist einen gewissen radialen Abstand hiervon auf. Um dennoch
ein gutes Ansprechverhalten des Positionssensors 88b auf
das Magnetfeld des Magnetrings 92b zu gewährleisten,
ist ein Magnetflussring 104b im axialen Bereich des Positionssensors 88b um
die Kolbenstange 20b herum angeordnet. Der Magnetflussring 104b ist
an dem Zylindergehäuse 12b gehalten
und überbrückt wenigstens
teilweise die radiale Distanz zwischen dem Positionssensor 88b und
dem Außenumfang
der Kolbenstange 20b. Er besteht aus einem magnetisch leitenden
Material und sorgt dafür,
dass ein hinreichend starker magnetischer Fluss zu dem Positionssensor 88b gelenkt
wird, wenn der Magnetring in den axialen Bereich des Positionssensors 88b gelangt.
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In
einer Abwandlung der Variante der 4 kann der
Drucksensor 76b von der Spitze des Fingers 94b weg
in die Ausnehmung 62b verlegt sein und dort ähnlich wie
in den 2 und 3 an der Rückseite des Anschlusssteckers 66b angeordnet sein.
In diesem Fall muss wieder sichergestellt sein, dass eine Verbindung
zwischen dem Ringraum 52b und der Ausnehmung 62b besteht,
damit die vom Drucksensor 76b gelieferten Messergebnisse
die tatsächlichen
Druckverhältnisse
in der Vakuumkammer eines dem Hauptbremszylinder 10b benachbarten Unterdruck-Bremskraftverstärkers widerspiegeln. Hierzu
kann wiederum ein Freiraum zwischen der Außenumfangsfläche des
Fingerabschnitts 94b und der Begrenzungswand des Verbindungskanals 60b vorhanden
sein oder es kann eine beidendig offene Verbindungspassage in den
Fingerabschnitt 94b eingeformt sein.
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5 schließlich zeigt
eine Variante, bei der der Drucksensor 76c in dem Verbindungskanal 60c zwischen
dem Ringraum 52c und der Ausnehmung 62c angeordnet
ist. Der Drucksensor 76c ist an der Spitze eines Fortsatzes 106c angeordnet,
welcher einstückig
an einem Gehäuse
des Anschlusssteckers 66c ausgebildet ist und sich in den
Kanal 60c hinein erstreckt.