DE102008007524A1 - Vorrichtung zum Betreiben einer Bremse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Bremssystem zum Betreiben einer Bremse, insbesondere eine Fahrzeugbremse, mit mindestens einer pneumatischen und/oder magnetischen Einheit (10) und mindestens einer elektronischen Funktionseinheit (12); ferner eine zentrale Steuereinheit (56). Erfindungsgemäß umschließt die elektronische Funktionseinheit (12) die pneumatische und/oder magnetische Einheit (10) zumindest abschnittsweise.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer Bremse, insbesondere einer Fahrzeugbremse, mit einer pneumatischen und/oder magnetischen Einheit und einer elektronischen Funktionseinheit. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Bremssystem zum Betreiben von Bremsen umfassend eine zentrale Steuereinheit und eine pneumatische und/oder magnetische Einheit.
  • Es ist allgemein bekannt, dass bei der Betätigung einer Bremse pneumatische und elektronische Komponenten interagieren. Typischerweise befinden sich redundante Vorrichtungen innerhalb eines Fahrzeugs, um eine sichere Betätigung der Bremsen unter allen Umständen zu gewährleisten. Einerseits ist für den Normalbetrieb vorgesehen, dass die Betätigung der Bremse elektronisch sensiert wird und die erzeugten Bremssignale z. B. mittels eines elektronischen Busses an eine elektronische Bremseinheit übertragen werden. Diese elektronische Bremseinheit wandelt die Signale in der Nähe der Bremsen wieder in pneumatische Signale um und veranlasst hierdurch eine Betätigung der Bremsen. Innerhalb des Fahrzeuges müssen zum Teil weite Wegstrecken zwischen dem Bremspedal und der Bremse überbrückt werden. Die Überbrückung dieser Wegstrecken erfolgt zweckmäßigerweise mittels elektrisch leitender Kabel zum Übertragen von elektrischen Signalen. Um beim Ausfall der Elektronik trotzdem eine sichere Betätigung der Bremsen zu gewährleisten, wird parallel dazu ein pneumatischer Kreis bereitgestellt, durch den die Bremsen immer noch mechanisch betätigt werden können, falls die Elektronik ausfallen sollte. Um die Bremssignale in elektronischer Form bereitzustellen, muss in der Nähe des Pedals neben dem pneumatisch-mechanischen Bremswertgeber noch eine elektronische Funktionseinheit zum Sensieren und Umwandeln der Sensorsignale in geeignete Bremssignale vorgesehen werden. Derartige Bremswertgeber sind beispielsweise aus DE 198 52 399 A1 bekannt. Hierdurch können sich in den räumlich beengten Verhältnissen in der Nähe des Bremspedals bzw. im Motorraum Schwierigkeiten bei der Anordnung der pneumatischen, magnetischen und elektronischen Komponenten ergeben. Dies hat dazu geführt, dass lediglich eine sehr geringe, unbedingt notwendige Anzahl von Komponenten dieser elektronischen Funktionseinheit am Bremswertgeber angeordnet ist. Die übrigen Komponenten der elektronischen Funktionseinheit sind an anderen Orten des Fahrzeugs, typischerweise in einem oder mehreren Bremssteuermodulatoren angeordnet.
  • Ein derartiges Bremssystem ist in DE 10 2004 010 743 A1 beschrieben. Das dort gezeigte System besitzt für jede Achse einen eigenen Bremssteuermodulator, wodurch die elektronischen Komponenten in mehreren Baueinheiten angeordnet sind. Derartige, einfache Bremssysteme haben jedoch den Nachteil, dass die Elektronik störanfälliger ist, als wenn ein größerer Teil der Komponenten des Bremssystems in der Nähe des Bremswertgebers vorgesehen ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässigere elektrische Betätigung der Bremsen zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Betreiben einer Fahrzeugbremse gelöst, welche eine pneumatische und/oder magnetische Einheit und eine elektronische Funktionseinheit beinhaltet, wobei die elektronische Funktionseinheit die pneumatische und/oder magnetische Einheit wenigstens abschnittsweise umschließt. Erfindungsgemäß wird demnach die elektronische Funktionseinheit so ausgestaltet, dass sie räumlich die pneumatische und/oder magnetische Einheit umschließt. Aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung können in der Nähe der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit mehr elektronische Komponenten, und damit mehr Funktionalität, untergebracht werden, als bei herkömmlichen Lösungen.
  • Die Erfindung wird weitergebildet, indem die pneumatische und/oder magnetische Einheit einen Bremswertgeber umfasst. Der Bremswertgeber umfasst unter anderem einen Stößel, der mit einem Bremspedal verbunden ist. Dieser Stößel kann je nach Betätigung des Bremspedals durch einen Bediener, z. B. einen Fahrzeugfüh rer, mehr oder weniger weit in die pneumatische und/oder magnetische Einheit eingebracht werden. Mit Hilfe des Bremswertgebers kann ermittelt werden, wie weit der Stößel momentan in die pneumatische und/oder magnetische Einheit eingebracht ist. Durch die Anordnung der elektronischen Funktionseinheit in der Nähe der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit bzw. des Bremswertgebers wird z. B. eine weitere Aufbereitung der elektrischen Sensorsignale bei der Wegpositionsbestimmung des Stößels ermöglicht. So können beispielsweise Bussignale bereitgestellt werden, welche redundanter- und zuverlässigerweise die Sensorsignale am Bremswertgeber erfassen und eine zuverlässigere Übertragung der Sensorsignale ermöglichen als herkömmliche Systemen.
  • Weiterhin weist der Bremswertgeber einen magnetischen Teil zum Erzeugen eines elektrischen Signals und einen Ventilteil zum Erzeugen eines pneumatischen Signals auf. Der magnetische Teil dient zur Erzeugung eines elektrischen Signals. Das erzeugte elektrische Signal ändert sich mit Position des Stößels in der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit, so dass eine Bestimmung der Position des Stößels in dem zylindrischen Bauteil möglich ist. Das durch den Ventilteil erzeugte pneumatische Signal kommt nur bei Ausfall der Elektronik zum Einsatz und dient als Redundanz.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass der Ventilteil eine Magnetuntereinheit und eine Ventiluntereinheit aufweist. Die Ventiluntereinheit dient zur Bereitstellung des pneumatischen Signals. Über die magnetische Untereinheit kann eine zentrale Steuereinheit regulierend auf die Position des Stößels in der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit eingreifen.
  • Weiterhin bevorzugt ist es, wenn die Magnetuntereinheit mindestens einen Magnetanker und eine Magnetspule aufweist. Der Magnetanker kann über eine Feder mit dem Stößel verbunden sein. Die Stärke und die Richtung des Magnetfelds kann durch Ansteuerung der Magnetspulen geregelt werden. Die Magnetspulen sind mit der zentralen Steuereinheit verbunden, welche die Stärke des Magnetfeldes erhöhen oder erniedrigen und/oder die Richtung des Magnetfeldes ändern kann. Wird der Stößel betätigt, wird der Magnetanker gegenüber der Magnetspule verschoben, wozu eine bestimmte Kraft benötigt wird, um das Magnetfeld zu überwinden. So ist es möglich, je nach ermitteltem Fahrzustand die Bremseingriffe des Fahrzeugführers zu verstärken oder abzuschwächen. Weiterhin kann die zentrale Steuereinheit Bremseingriffe vornehmen, ohne dass das Stößel betätigt wurde oder umgekehrt, also Bremseingriffe unterbinden, obwohl das Stößel vom Bediener betätigt wurde.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnetuntereinheit einen Kolben, einen Zylinder mit einer Mantelfläche, auf welcher ein Permanentmagnet angeordnet ist und einen Sensor zum Erfassen des Magnetfeldes aufweist. In dieser Ausführungsform kann auf die Verwendung von technisch aufwendigeren Bauteilen wie Magnetanker und Magnetspulen verzichtet werden, weshalb in dieser Form der Bremswertgeber kostengünstiger herzustellen ist. Weiterhin eignet sich diese Ausführungsform insbesondere dazu, den Bremswertgeber kompakt und raumsparend auszuführen.
  • Die Vorrichtung wird vorteilhaft weitergebildet, indem die Ventiluntereinheit einen Ventilkolben, einen Vorratsdruckraum und einen Bremsluftdruckraum aufweist. Der Ventilkolben kann direkt oder indirekt, beispielsweise über eine Feder und dem Magnetanker der magnetischen Untereinheit, mit dem Stößel verbunden sein. In der Nullstellung des Stößels, in welcher die Bremse nicht betätigt wird, sind Vorrats- und Bremsdruckraum durch den Ventilkörper voneinander getrennt. In diesem Zustand liegt kein Bremsdruck im Bremsdruckraum an. Der Ventilkolben, der Vorrats- und Bremsdruckraum sind so angeordnet, dass bei Betätigung des Stößels der Ventilkolben so bewegt wird, dass die Trennung zwischen Vorrats- und Bremsdruckraum aufgehoben wird und Luft vom Vorrats- in den Bremsdruckraum strömen kann. Die Luft strömt solange in den Bremsdruckraum, bis der aufgebaute Druck, der auf den Magnetanker wirkt, groß genug ist, um diesen und damit den Ventilkörper wieder in die Ausgangsposition zurückzuschieben. Der so im Bremsdruckraum aufgebaute Druck ist proportional zu der durch die Betätigung des Stößels auf den Magnetanker ausgeübten Kraft.
  • Die Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet, indem zumindest einige der Komponenten des Bremswertgebers in einem zylindrischen Bauteil angeordnet sind, welches von einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse umschlossen wird. Auf diese Weise kann der Bremswertgeber kompakt gebaut und das quaderförmige Gehäuse zur Aufnahme weiterer Komponenten genutzt werden, die im freibleibenden Raum zwischen dem Gehäuse und dem zylindrischen Bauteil angeordnet werden können.
  • Vorzugsweise sind zumindest einige Komponenten der zentralen Steuereinheit in der elektronischen Funktionseinheit angeordnet. Die zentrale Steuereinheit, in welcher sämtliche Signale eines Bremssystems, die beispielsweise Radgeschwindigkeiten und Position des Stößels in der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit betreffen, verarbeitet werden, ist typischerweise beabstandet vom Bremswertgeber angeordnet. Mit zunehmender Distanz und mit entsprechend zunehmender Länge der benötigten Kabel wird die Übertragung der Signale, insbesondere zwischen dem Bremswertgeber und der zentralen Steuereinheit störanfälliger. Je mehr Komponenten der zentralen Steuereinheit in der in unmittelbarer Nachbarschaft des Bremswertgebers angeordnete elektronischen Einheit untergebracht sind, desto höher ist die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind sämtliche Komponenten der zentralen Steuereinheit in der elektronischen Funktionseinheit angeordnet. Auf diese Weise kann eine gesamte Baueinheit entfallen, so dass die Länge der zur Übertragung von Signalen benötigten Kabel auf ein Minimum reduziert werden kann. Folglich wird die Betriebssicherheit der vorliegenden Vorrichtung weiter erhöht. Weiterhin kann Bauraum dort eingespart werden, wo in herkömmlichen Ausführungsformen die zentrale Steuereinheit angeordnet ist.
  • Vorteilhaft ist ferner, wenn die elektronische Funktionseinheit zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet ist. Es können also Komponenten der elektronischen Einheit in unmittelbarer Nähe zur pneumatischen und/oder magnetischen Einheit bzw. zum Bremswertgeber positioniert werden. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Komponenten der elektronischen Einheit weniger störanfällig sind, je näher sie an der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit bzw. am Bremswertgeber angeordnet sind. Insbesondere wird die Übertragung der elektrischen Sensorsignale störanfälliger, je weiter die Distanz ist, über welche die Signale übertragen werden müssen.
  • Die Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die elektronische Funktionseinheit Platinen mit abgewinkelten Abschnitten aufweist. Die Platinen, welche einen Großteil des Raumes der elektronischen Funktionseinheit beanspruchen, können durch die abgewinkelten Abschnitte auch in schwer zugänglichen Räumen verbaut werden, die sonst nicht genutzt werden könnten. Der zur Verfügung stehende Bauraum kann mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Platinen so ausgenutzt werden, dass der Bremswertgeber und die elektronische Funktionseinheit zu einer kompakten Baueinheit zusammengefasst werden können.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die jeweils benachbarten Abschnitte der Platinen einen Winkel im Bereich von 70 bis 110°, insbesondere einen Winkel von 90° einschließen. 90°-Winkel finden in der Technik eine weite Anwendung, weshalb Platinen, deren jeweils benachbarten Abschnitte einen solchen Winkel einschließen, handelsüblich sind und keine Sonderanfertigung nötig machen. Weiterhin eignen sich Platinen, die Abschnitte aufweisen, welche ein Winkel von 90° einschließen, besonders zum Einbau in quaderförmige Gehäuse. Je nach vorhandener Einbausituation können aber auch Abweichungen vom 90°-Winkel vorteilhaft sein, beispielsweise, wenn Hindernisse mit einem 90°-Winkel nicht umgangen werden können.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremssystem der eingangs genannten Art. Dieses Bremssystem wird vorteilhaft weitergebildet, indem die pneumatische und/oder magnetische Einheit und zumindest einige der Komponenten der zentralen Steuereinheit in einem Gehäuse angeordnet sind. Die zentrale Steuereinheit des erfindungsgemäßen Bremssystems kann je nach Anzahl der Komponenten, teilweise oder komplett zusammen mit der pneumatischen und/oder magnetischen Einheit, insbesondere des Bremswertgebers, in einem Gehäuse untergebracht werden. Auf diese Weise kann das Bremssystem kompakt gebaut und dort eingesetzt werden, wo wenig Bauraum zur Verfügung steht, beispielsweise in der Nähe eines Bremspedals im Motorraum eines Fahrzeugs.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen pneumatischen Einheit bzw. eines erfindungsgemäßen Bremswertgebers,
  • 2 eine perspektivische Darstellung einer pneumatischen Einheit bzw. eines erfindungsgemäßen Bremswertgebers in geschlossenem Zustand,
  • 3 eine pneumatische Einheit bzw. einen Bremswertgeber in einer Schnittdarstellung,
  • 4 eine Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Bremswertgebers,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Bremssystems.
  • 1 zeigt eine pneumatische Einheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Alternativ kann anstelle der pneumatischen Einheit 10 auch eine magnetische Einheit oder eine Kombination aus beiden Einheiten eingesetzt werden. Für den Grundgedanken, welcher der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist es unerheblich, welche der oben genannten Einheiten eingesetzt wird. Die weitere Figurenbeschreibung wurde daher auf die pneumatische Einheit 10 beschränkt.
  • Ein Großteil der Komponenten der pneumatischen Einheit 10, welche unter anderem auch einen Bremswertgeber 14 umfasst, befindet sich im dargestellten Beispiel in einem zylindrischen Bauteil 16, welches von einem Gehäuse 18 umgeben ist. Am oberen Ende des Gehäuses 18 befindet sich eine Durchtrittsöffnung 20, durch wel che beispielsweise ein Stößel 62 (vgl. 3 und 5), welcher mit einem Bremspedal 60 verbunden ist, in die pneumatische Einheit 10 eintreten kann. Der Bremswertgeber 14 ermittelt die Position des Stößels 62 relativ zur pneumatischen Einheit 10 und gibt ein entsprechendes Signal an eine zentrale Steuereinheit 56 weiter (vgl. 5). Dieses Signal ist abhängig davon, wie stark das Bremspedal 60 von einem Bediener betätigt wurde.
  • Ein Abschnitt des Gehäuses 18 kann mittels einer abnehmbaren Abdeckung 22 verschlossen und geöffnet werden. Die pneumatische Einheit 10 weist pneumatische Anschlüsse 24 und 26 zur Ankopplung von pneumatischen Bremsleitungen auf. Im Bereich der Abdeckung 22 ist eine elektronische Funktionseinheit 12 angeordnet, welche mit der zentralen Steuereinheit 56 des Fahrzeuges kommunizieren kann (vgl. 4). Erfindungsgemäß besitzt die elektronische Funktionseinheit 12 Platinen, die abgewinkelte Abschnitte 28, 29 und 30 aufweisen.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße pneumatische Einheit 10 in geschlossenem Zustand. Derartige pneumatische Einheiten 10 werden im vorderen Bereich des Fahrzeugs typischerweise in der Nähe des Bremspedals 60 angeordnet (vgl. 5). Sie dienen dazu, einerseits ein pneumatisches Signal über die pneumatischen Zu- und Ableitungen 24 und 26 an Bremsen 58 zu übertragen. Andererseits werden die Bremsen 58 auf elektrischem Wege über die Schnittstellen 32 und 34 entsprechend der Betätigung des Bremspedals 60 aktiviert (vgl. 5). Im Inneren des Gehäuses 18 befindet sich als Teil der pneumatischen Einheit 10 der Bremswertgeber 14, in welchem die Wegstrecke der Betätigung des Pedals ermittelt wird. Im dargestellten Beispiel ist der Bremswertgeber 14 in einem zylindrischen Bauteil 16 angeordnet. Eine besondere Problematik bei der Anordnung und Ausgestaltung derartiger Bremswertgeber 14 besteht in den sehr begrenzten Platzverhältnissen in der Nähe des Bremspedals 60, insbesondere in der Nähe des Motorblocks. Es ist daher wünschenswert, die erforderlichen Komponenten zur sicheren, zuverlässigen und schnellen Betätigung der Bremsen 58 (vgl. 5) auf möglichst geringem Raum anzuordnen. Neben den pneumatischen Kreisen zur Betätigung der Bremsen 58, welche nur im Notfall, d. h. bei Ausfall der Elektronik zum Einsatz kommen, befindet sich in im Bremswertgeber 14 eine elektrische Sensoreinheit 86 (vgl. 3) zur Ermittlung der Stärke der Betätigung des Bremspedals 60, welche die mechanischen Größen in elektrische Größen umwandeln. Die elektrischen Signale kommunizieren die Information über die Betätigung des Bremspedals 60 zur zentralen Steuereinheit 56, welche diese in verarbeiteter Form in die Nähe der Bremsen 58 des Fahrzeugs weiterleitet. Dort werden die Signale wieder von elektrischen in pneumatische Signale umgewandelt, und die Bremsen 58 werden entsprechend der Betätigung des Bremspedals 60 und der Signalverarbeitung der Steuereinheit 56 veranlasst.
  • In 3 ist eine mögliche Ausführungsform der pneumatischen Einheit 10 bzw. des Bremswertgebers 14 in einer Schnittdarstellung aufgezeigt. Die elektrische Sensoreinheit 86 zur Erfassung des Betätigungsweges des Stößels 62 arbeitet zusammen mit einem Dauermagneten 84, welcher am Stößel 62 angebracht ist. Die elektrische Sensoreinheit 86 ermittelt die Position des Stößels 62, indem sie den Winkel der vom Dauermagneten 84 erzeugten Feldlinien auswertet und einer Position zuordnet. Über eine elektrische Leitung 76 ist die elektrische Sensoreinheit 86 mit der zentralen Steuereinheit 56 verbunden. Der Dauermagnet 84 und die elektrische Sensoreinheit 86 bilden den magnetischen Teil 36 der pneumatischen Einheit 10.
  • Ein sich anschließender Abschnitt bildet den Ventilteil 38 der pneumatischen Einheit 10. Dieser Abschnitt ist wiederum unterteilt in eine Magnetuntereinheit 40 und eine Ventiluntereinheit 42. Die Magnetuntereinheit 40 besteht aus einem Magnetanker 44 und einer Magnetspule 46. Die Ventiluntereinheit 42 besteht aus einem Ventilkolben 50, einem Ventilkörper 48, einem Vorratsdruckraum 52 und einem Bremsdruckraum 54. Der Ventilkolben 50 ist starr mit dem Magnetanker 44 verbunden. Der Vorratsdruckraum 52 ist mittels Dichtung 92 gegenüber der Umgebung abgedichtet und über den pneumatischen Anschluss 24 mit einem Druckvorratsbehälter 74 verbunden, der den benötigten Luftdruck vorhält (vgl. 5). Der Bremsdruckraum 54 ist mit Dichtung 94, die sich am Ventilkolben 50 befindet, abgedichtet. Eine erste Feder 78 bringt eine Rückstellkraft für den Stößel 62 auf, eine zweite Feder 80 überträgt die Bewegung des Stößels 62 auf den Magnetanker 44.
  • Zur Erläuterung der Funktionsweise wird zunächst davon ausgegangen, dass der von der zentralen Steuereinheit 56 über die Leitung 76' auf die Magnetspule 46 eingespeiste Strom gleich null ist und daher keine Magnetkraft auf den Magnetanker 44 wirkt. Die in 3 dargestellte Position der Bauteile im Bremswertgeber 14 entspricht dem Zustand, in dem das Bremspedal 60 nicht betätigt wird. In diesem Zustand wird der Ventilkörper 48 durch den im Vorratsdruckraum 52 herrschenden Druck gegen einen Vorsprung 96 eines Grundkörpers 88 der pneumatischen Einheit 10 bzw. des Bremswertgebers 14 gepresst. Der Bremsdruckraum 54 ist gegenüber dem Vorratsdruckraum 52 luftdicht abgeschlossen. Im Bremsdruckraum 54 herrscht atmosphärischer Druck, da dieser über einen Entlüftungskanal 90 mit der Umgebung in Verbindung steht.
  • Wird nun der Stößel 62 betätigt, wird der Magnetanker 44 und der Ventilkolben 50 über die zweite Feder 80 in Richtung des Ventilkörpers 48 bewegt. Nachdem der Magnetanker 44 und der Ventilkolben 50 eine gewisse Distanz zurückgelegt haben, kommt eine Dichtfläche 100 des Ventilkolbens 50 mit einer Oberfläche 98 des Ventilkörpers 48 zur Anlage und dichtet den Entlüftungskanal 90 ab. Weiterhin wird durch die Bewegung des Magnetankers 44 bzw. des Ventilkörpers 48 die Trennung zwischen dem Vorratsdruckraum 52 und dem Bremsdruckraum 54 aufgehoben. Es strömt nun Luft vom Vorratsdruckraum 52 in den Bremsdruckraum 54, bis die durch den Druck auf den Ventilkolben 50 ausgeübte Kraft größer als die von der zweiten Feder 80 auf den Magnetanker 44 aufgebrachte Kraft ist. Der Ventilkolben 50 und der Magnetanker 44 werden dann wieder in Richtung ihrer Ausgangsposition verschoben und der Ventilkörper 48 schließt den Vorratsdruckraum 52 gegenüber dem Bremsdruckraum 54 ab. Der im Bremsdruckraum 54 aufgebaute Druck ist proportional der von der zweiten Feder 80 auf den Magnetanker 44 aufgebrachten Kraft. Dieser Druck wird ausgesteuert und über den pneumatischen Anschluss 26 und ein elektropneumatisches Ventil 68 auf einen Bremszylinder 66 gegeben, der die Bremsen 58 betätigt (vgl. 5).
  • In 4 ist eine alternative Ausführungsform der Magnetuntereinheit 40 dargestellt. Hierbei sind der Magnetanker 44 und die Magnetspule 46 ersetzt durch einen Kol ben 45, welcher in einem Zylinder 47 oder zylindrischen Abschnitt 47 des Bremswertgebers 14 verschiebbar angeordnet ist. In den Mantelflächen 49 des Zylinders 47 ist ein Permanentmagnet 51 verschiebbar angebracht. Die Änderungen im Magnetfeld, welche durch Betätigung des Stößels 62 hervorgerufen wird, ist mit Hilfe der Sensoren 53 erfassbar. Diese Sensoren 53 können beispielsweise als Hallsensoren ausgebildet sein.
  • In 5 ist der prinzipielle Aufbau eines Bremssystems 64 in einem Fahrzeug dargestellt. Der Übersicht halber wurde die Darstellung des Bremssystems auf zwei Räder 82 beschränkt, jedoch ist das Prinzip auf beliebig viele Räder anwendbar. Das Bremssystem 64 besteht im wesentlichen aus der pneumatischen Einheit 10 bzw. dem Bremswertgeber 14, der elektrischen Funktionseinheit 12 und der zentralen Steuereinheit 56. Die zentrale Steuereinheit 56 ist mit der elektrischen Funktionseinheit 12 über die elektrischen Leitungen 76 verbunden und erfasst die vom Bremswertgeber 14 ermittelte Position des Stößels 62 in der pneumatischen Einheit 10, die abhängig von der Stärke der Betätigung des Bremspedals 60 durch den Fahrzeugführer ist. Über mit den Rädern 82 des Fahrzeuges verbundene Polräder 70 und entsprechenden Radsensoren 72 erhält die zentrale Steuereinheit 56 Informationen über die Drehgeschwindigkeit jedes einzelnen Rades 82 des Fahrzeuges. Die zentrale Steuereinheit 56 ermittelt für jedes Rad 82 einzeln die ideale Bremskraft. Sollte die zentrale Steuereinheit 56 ermitteln, dass der Fahrzeugführer das Bremspedal 60 so stark betätigt hat, dass eines oder mehrere der Räder 82 blockieren würden, kann die zentrale Steuereinheit 56 den Bremsdruck über das elektropneumatische Ventil 68 begrenzen und ein Blockieren der Räder 82 verhindern.
  • Die zentrale Steuereinheit 56 kann aber auch den Strom durch die Magnetspulen 46 steuern, so dass sich Größe und Richtung der auf den Magnetanker 44 wirkenden Kraft ändern lassen. Sollte die zentrale Steuereinheit 56 ermitteln, dass der Fahrzeugführer das Bremspedal 60 so stark betätigt hat, dass alle Räder 82 blockieren würden, könnte die zentrale Steuereinheit 56 die Magnetspulen 46 so mit Strom versorgen, dass auf den Magnetanker 44 eine magnetische Kraft wirkt, die der durch die zweite Feder 80 aufgebrachten Kraft entgegenwirkt. Auf diese Weise wer den der Magnetanker 44 bzw. der Ventilkolben 50 nicht so weit in Richtung des Ventilkörpers 48 verschoben, als es der Fall wäre, wenn kein Strom durch die Magnetspule 46 fließen würde. Die zentrale Steuereinheit kann so die Stärke des erzeugten pneumatischen Drucks steuern.
  • Alternativ könnte die zentrale Steuereinheit 56 auch Bremsungen veranlassen, ohne dass der Fahrzeugführer das Bremspedal 60 betätigt. Dies könnte dann sinnvoll sein, wenn stark unterschiedliche Radgeschwindigkeiten vorliegen, was ein Indiz dafür ist, dass sich das Fahrzeug in einem instabilen Zustand befindet. Durch eine entsprechende Versorgung der Magnetspule 46 mit Strom kann ein Bremsdruck aufgebaut werden, der so auf die Räder 82 verteilt wird, dass das Fahrzeug stabilisiert wird.
  • Aus 5 geht hervor, dass die elektrische Funktionseinheit 12 getrennt von der zentralen Steuereinheit 56 ausgeführt ist. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, möglichst viele Komponenten der zentralen Steuereinheit 56 in der elektrischen Funktionseinheit 12 unterzubringen, so dass zum einen die Länge der elektrischen Leitungen 76 reduziert und zum anderen der benötigte Bauraum für das Bremssystem 64 innerhalb des Fahrzeuges minimiert werden kann. Im Idealfall sind sämtliche Komponenten der zentralen Steuereinheit 56 in der elektrischen Funktionseinheit 12 untergebracht, so dass ein komplettes Bauteil entfallen und zusätzlich Bauraum gespart werden kann. Die benötigte Länge der elektrischen Leitungen 76 ist dann weiter reduziert und die Betriebssicherheit des Bremssystems gegenüber den herkömmlichen Bauweisen gesteigert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19852399 A1 [0002]
    • - DE 102004010743 A1 [0003]

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Betreiben einer Bremse, insbesondere eine Fahrzeugbremse, mit mindestens einer pneumatischen und/oder magnetischen Einheit (10) und mindestens einer elektronischen Funktionseinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Funktionseinheit (12) die pneumatische und/oder magnetische Einheit (10) zumindest abschnittsweise umschließt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische und/oder magnetische Einheit (10) einen Bremswertgeber (14) umfasst.
  3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremswertgeber (14) einen magnetischen Teil (36) zum Erzeugen eines elektrischen Signals und einen Ventilteil (38) zum Erzeugen eines pneumatischen Signals aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (38) eine Magnetuntereinheit (40) und eine Ventiluntereinheit (42) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetuntereinheit (40) mindestens einen Magnetanker (44) und eine Magnetspule (46) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetuntereinheit (40) einen Kolben (45), einen Zylinder (47) mit einer Mantelfläche (49), auf welcher ein Permanentmagnet (51) angeordnet ist und einen Sensor (53) zum Erfassen des Magnetfeldes aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventiluntereinheit (42) einen Ventilkörper (48), einen Ventilkolben (50), einen Vorratsdruckraum (52), einen Bremsdruckraum (54) sowie pneumatische Anschlüsse (24, 26) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wesentlichen Komponenten des Bremswertgebers (14) in einem zylindrischen Bauteil (16) angeordnet sind, welche von einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse (18) umschlossen wird.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Komponenten der zentralen Steuereinheit (56) in der elektronischen Funktionseinheit (12) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Komponenten der zentralen Steuereinheit (56) in der elektronischen Funktionseinheit (12) angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Funktionseinheit (12) zumindest teilweise im Gehäuse (18) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Funktionseinheit (12) Platinen mit abgewinkelten Abschnitten (28, 29, 30) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils benachbarten Abschnitte (28, 29, 30) der Platine einen Winkel im Bereich zwischen 70 und 110°, bevorzugt einen Winkel von 90° einschließen.
  14. Bremssystem zum Betreiben von Bremsen, mindestens aufweisend – eine zentrale Steuereinheit (56) – eine pneumatische und/oder magnetische Einheit (10) dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische und/oder magnetische Einheit (10) und zumindest einige der Komponenten der zentralen Steuereinheit (56) in einem Gehäuse (18) angeordnet sind.
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