DE102018203031A1

DE102018203031A1 - Drucksensor für einen Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE102018203031A1
Application number: DE102018203031.6A
Authority: DE
Inventors: Eduard Maiterth; Carlos Nascimento; Masaya Eto; Klaus Burkhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-05
Also published as: JP6980121B2; WO2019166225A1; US11945422B2; US20210094528A1; CN111819429A; JP2021515223A; CN111819429B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor (1) für einen Bremskraftverstärker, mit einem Gehäuse (3), welches ein Drucksensorelement (9.1) aufnimmt und einen ersten Fluidanschluss (7) aufweist, über welchen der Drucksensor (1) mit dem Bremskraftverstärker verbindbar ist. Hierbei weist das Gehäuse (3) einen zweiten Fluidanschluss (10) mit einer Aufnahmeöffnung (10.1) auf, welche ein Durchflussventil (12) und einen Anschlussstutzen (11) für eine Vakuumpumpe zumindest teilweise aufnimmt, wobei das Durchflussventil (12) einen Fluidfluss in Richtung Vakuumpumpe freigibt und einen Fluidfluss in entgegengesetzter Richtung sperrt, wobei das Durchflussventil (12) als Membraneinsatz (13) ausgeführt und in die Aufnahmeöffnung (10.1) eingeführt ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor für einen Bremskraftverstärker nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Niederdrucksensoren bekannt, welche einen Unterdruck in einem zugehörigen Bremskraftverstärker messen und ein korrespondierendes Signal an ein Steuergerät weitergeben. Um im Bremskraftverstärker ein Vakuum zu erzeugen wird in Regel über eine Vakuumpumpe und ein Durchflussventil ein Unterdruck erzeugt. Das Durchflussventil hat die Aufgabe einmal das Saugen der Luft aus dem Bremskraftverstärker zuzulassen und weiterhin beim abgeschlossenen Vorgang des Saugens möglichst lange das Vakuum im Bremskraftverstärker zu halten. Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei welchen der Drucksensor und das Durchflussventil jeweils mittels eines Adapters an den Bremskraftverstärker angeschlossen sind. Bei diesen Lösungen kann eine Dichtgeometrie des Durchflussventils optimiert und aus unverstärktem Kunststoff hergestellt werden, so dass eine relativ gute Oberflächenbeschaffenheit erreicht werden kann, welche zu guten Langzeitdichteigenschaften führt.
Offenbarung der Erfindung
Der Drucksensor für einen Bremskraftverstärker mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Durchflussventil in den Drucksensor integriert ist, ohne die Dichteigenschaften des Durchflussventils zu verschlechtern. Durch das als Membraneinsatz ausgeführte Durchflussventil, welches aus unverstärktem Kunststoff gefertigt und in den Drucksensor integriert ist, können bei geringerem Platzbedarf und Montageaufwand ähnliche Langzeitdichtheitseigenschaften wie bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung erzielt werden, bei welcher der Drucksensor und das Durchflussventil jeweils mittels eines Adapters an den Bremskraftverstärker angeschlossen sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Drucksensor für einen Bremskraftverstärker, mit einem Gehäuse zur Verfügung, welches ein Drucksensorelement aufnimmt und einen ersten Fluidanschluss aufweist, über welchen der Drucksensor mit dem Bremskraftverstärker verbindbar ist. Hierbei weist das Gehäuse einen zweiten Fluidanschluss mit einer Aufnahmeöffnung auf, welche ein Durchflussventil und einen Anschlussstutzen für eine Vakuumpumpe zumindest teilweise aufnimmt, wobei das Durchflussventil einen Fluidfluss in Richtung Vakuumpumpe freigibt und einen Fluidfluss in entgegengesetzter Richtung sperrt. Das Durchflussventil ist als Membraneinsatz ausgeführt und in die Aufnahmeöffnung eingeführt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Membraneinsatz eine Membran mit einem scheibenförmigen Grundkörper und eine Membranaufnahme mit einer Dichtgeometrie umfassen kann. Hierbei kann der scheibenförmige Grundkörper der Membran eine mittige Öffnung aufweisen, über welche die Membran auf einen Aufnahmezapfen der Membranaufnahme aufgesteckt werden und auf der Dichtgeometrie aufliegen kann. Zudem kann mindestens eine Durchgangsöffnung in die Dichtgeometrie eingebracht werden, wobei die Membran die mindestens eine Durchgangsöffnung im sperrenden Zustand vollständig abdecken und im freigegebenen Zustand zumindest teilweise freigeben kann. Über das als Membraneinsatz ausgeführte Durchlassventil kann die Vakuumpumpe einen Unterdruck im Bremskraftverstärker erzeugen, welcher durch das Drucksensorelement gemessen werden kann. Das Durchflussventil erlaubt somit über die mindestens eine Durchgangsöffnung das Absaugen von Luft aus dem Bremskraftverstärker und erhält das erzeugte Vakuum im Bremskraftverstärker möglichst lange.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann der Membraneinsatz axial und/oder radial gegen eine Wandung der Aufnahmeöffnung abgedichtet werden. Das bedeutet, dass die Aufnahmeöffnung so geformt ist, dass es möglich ist, den Membraneinsatz fluiddicht zu montieren.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann der Membraneinsatz mittels einer fluiddichten Verbindungstechnik mit der Wandung der Aufnahmeöffnung verbunden werden. So kann der Membraneinsatz beispielsweise über Dichtschweißen, Dichtkleben usw. dauerhaft fluiddicht mit der Wandung der Aufnahmeöffnung im Gehäuse verbunden werden. Zusätzlich oder alternativ kann am Membraneinsatz eine Dichtlippe angeordnet werden, welche den Membraneinsatz gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung abdichten kann. Die Dichtlippe kann beispielsweise an den Membraneinsatz angespritzt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann zwischen dem Membraneinsatz und der Wandung der Aufnahmeöffnung zusätzlich oder alternativ ein Dichtelement in einer Aufnahmenut angeordnet werden, welches den Membraneinsatz gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung abdichten kann. Das Dichtelement kann beispielsweise als O-Ring ausgeführt werden, welcher in der Aufnahmenut geführt ist. Hierbei kann die Aufnahmenut vollständig in den Membraneinsatz eingebracht werden. Alternativ kann die Aufnahmenut teilweise durch den Membraneinsatz und teilweise durch die Wandung der Aufnahmeöffnung ausgebildet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Drucksensors kann der Anschlussstutzen für die Vakuumpumpe die Aufnahmeöffnung fluiddicht abschließen. Das bedeutet, dass der Anschlussstutzen für die Vakuumpumpe stromabwärts des Durchlassventils in der Aufnahmeöffnung angeordnet ist und diese verschließt und gleichzeitig eine Fluidverbindung zur Vakuumpumpe herstellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker.
2 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker aus 1.
3 zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker aus 1 und 2.
4 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Membraneinsatzes des erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker aus 1 bis 3.
5 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Fluidanschlusses des erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker aus 1 bis 3 mit dem Membraneinsatz aus 4.
6 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Fluidanschlusses eines erfindungsgemäßen Drucksensors für einen Bremskraftverstärker mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Membraneinsatzes.

Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 bis 6 ersichtlich ist, umfasst die dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drucksensors 1 für einen Bremskraftverstärker jeweils ein Gehäuse 3, 3A, welches ein Drucksensorelement 9.1 aufnimmt und einen ersten Fluidanschluss 7 aufweist. Über den ersten Fluidanschluss kann der Drucksensor 1 fluidisch mit dem Bremskraftverstärker verbunden werden. Hierbei weist das Gehäuse 3, 3A einen zweiten Fluidanschluss 10, 10A mit einer Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A auf, welche ein Durchflussventil 12 und einen Anschlussstutzen 11 für eine Vakuumpumpe zumindest teilweise aufnimmt. Das Durchflussventil 12 gibt einen Fluidfluss in Richtung Vakuumpumpe frei und sperrt einen Fluidfluss in entgegengesetzter Richtung. Zudem ist das Durchflussventil 12 als Membraneinsatz 13, 13A ausgeführt und in die Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A eingeführt.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, der erste Fluidanschluss 7 als Anschlussstutzen ausgeführt, welcher direkt in das Gehäuse 3, 3A des Drucksensors 1 integriert ist. Über den als Anschlussstutzen ausgeführten ersten Fluidanschluss 7 kann der Drucksensor 1 in eine korrespondierende nicht dargestellte Aufnahmeöffnung am Bremskraftverstärker eingepresst oder mit dieser verstemmt werden. Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, weist das Gehäuse 3, 3A des Drucksensors an einem dem ersten Fluidanschluss 7 gegenüberliegenden Ende eine Sensoraufnahme 8 auf, welche einen Sensorhalter 9 mit dem Drucksensorelement 9.1 aufnimmt. Ein Deckel 5 schließt die Sensoraufnahme 8 und dieses Ende des Gehäuses 3, 3A ab. Zudem weist der Drucksensor 1 einen elektrischen Anschluss 4 auf, welcher als Steckeraufnahme 4.1 an das Gehäuse 3, 3A angeformt ist. Innerhalb der Steckeraufnahme 4.1 sind nicht sichtbare Kontaktpins angeordnet, welche elektrisch mit dem Drucksensorelement 9.1 verbunden sind und über einen in die Steckeraufnahme 4.1 eingeführten Stecker kontaktierbar sind. Über den Stecker kann ein Ausgabesignal des Drucksensorelements 9.1 abgegriffen und an ein Steuergerät weitergeleitet werden.
Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist die Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A des zweiten Fluidanschlusses 10, 10A senkrecht zum ersten Fluidanschluss 7 angeordnet. Zudem schließt der Anschlussstutzen 11 die Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A fluiddicht ab. Der Anschlussstutzen 11 des zweiten Fluidanschlusses 10, 10A kann beispielsweise in die Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A eingepresst oder mit der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A verstemmt werden.
Wie aus 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfasst der Membraneinsatz 13, 13A bei den dargestellten Ausführungsbeispielen eine Membran 14 mit einem scheibenförmigen Grundkörper und eine Membranaufnahme 16, 16A mit einer Dichtgeometrie 16.1. Der scheibenförmige Grundkörper der Membran 14 weist eine mittige Öffnung auf, über welche die Membran auf einen Aufnahmezapfen 16.2 der Membranaufnahme 16, 16A aufgesteckt ist. Die Dichtgeometrie 16.1 ist nach innen gewölbt ausgeführt und weist mehrere Durchgangsöffnungen 16.3 auf. Im sperrenden Zustand liegt die Membran 14 vorgespannt an der gewölbten Dichtgeometrie 16.1 an und deckt die Durchgangsöffnungen 16.3 vollständig ab. Im freigegebenen Zustand ist zumindest der Randbereich 15 der Membran 14 von der Dichtgeometrie 16.1 abgehoben, so dass die Durchgangsöffnungen 16.3 zumindest teilweise freigeben sind und Fluid bzw. Luft aus dem Bremskraftverstärker über das Durchflussventil 12 in Richtung Vakuumpumpe abgesaugt werden kann. Nach dem Abschalten der Vakuumpumpe saugt der im Bremskraftverstärkter erzeugte Unterdruck die Membran 14 an, so dass diese dichtend an der Dichtgeometrie 16.1 anliegt.
Der Membraneinsatz 13, 13A kann axial und/oder radial gegen eine Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A abgedichtet werden. So kann der Membraneinsatz 13, 13A beispielsweise mittels einer fluiddichten Verbindungstechnik mit der Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A verbunden werden. Zusätzlich oder alternativ kann am Membraneinsatz 13, 13A eine Dichtlippe angeordnet werden, welche den Membraneinsatz 13, 13A gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A abdichtet.
Wie aus 3 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen zwischen dem Membraneinsatz 13, 13A und einer Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A ein Dichtelement 19 in einer Aufnahmenut 18, 18A angeordnet, welches den Membraneinsatz 13, 13A gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1, 10.1A abdichtet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird der Membraneinsatz 13, 14A beispielsweise mit einem O-Ring als Dichtelement zu dem Gehäuse 3, 3A abgedichtet. Weiterhin kann neben der radialen Abdichtung durch das als O-Ring ausgeführte Dichtelement 19 auch eine axiale Abdichtung vorgesehen werden.
Wie aus 3 bis 5 weiter ersichtlich ist, ist die Aufnahmenut 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig in den Membraneinsatz 13 eingebracht.
Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, ist die Aufnahmenut 18A im dargestellten Ausführungsbeispiel teilweise durch den Membraneinsatz 13A und teilweise durch die Wandung der Aufnahmeöffnung 10.1A ausgebildet.
Das Gehäuse 3, 3A und der Deckel 5 des Drucksensors 1 sind vorzugsweise als Kunststoffspritzteile mit umspritzten Kontaktpins ausgeführt. Das Drucksensorelement 9.1 ist fluidisch mit einem innerhalb des Gehäuses 3, 3A ausgebildeten Druckraum verbunden, welcher nach unten in den ersten Fluidanschluss 7 und seitlich in den zweiten Fluidanschluss 10, 10A übergeht. Das Gehäuse 3, 3A ist so geformt, dass es möglich ist, den Membraneinsatz 13, 13A fluiddicht zu montieren.

Claims

Drucksensor (1) für einen Bremskraftverstärker, mit einem Gehäuse (3, 3A), welches ein Drucksensorelement (9.1) aufnimmt und einen ersten Fluidanschluss (7) aufweist, über welchen der Drucksensor (1) mit dem Bremskraftverstärker verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3, 3A) einen zweiten Fluidanschluss (10, 10A) mit einer Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) aufweist, welche ein Durchflussventil (12) und einen Anschlussstutzen (11) für eine Vakuumpumpe zumindest teilweise aufnimmt, wobei das Durchflussventil (12) einen Fluidfluss in Richtung Vakuumpumpe freigibt und einen Fluidfluss in entgegengesetzter Richtung sperrt, wobei das Durchflussventil (12) als Membraneinsatz (13, 13A) ausgeführt und in die Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) eingeführt ist.
Drucksensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membraneinsatz (13, 13A) eine Membran (14) mit einem scheibenförmigen Grundkörper und eine Membranaufnahme (16, 16A) mit einer Dichtgeometrie (16.1) umfasst.
Drucksensor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Grundkörper der Membran (14) eine mittige Öffnung aufweist, über welche die Membran auf einen Aufnahmezapfen (16.2) der Membranaufnahme (16, 16A) aufgesteckt ist und auf der Dichtgeometrie (16.1) aufliegt, wobei mindestens eine Durchgangsöffnung (16.3) in die Dichtgeometrie (16.1) eingebracht ist, wobei die Membran (14) die mindestens eine Durchgangsöffnung (16.3) im sperrenden Zustand vollständig abdeckt und im freigegebenen Zustand zumindest teilweise freigibt.
Drucksensor (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Membraneinsatz (13, 13A) axial und/oder radial gegen eine Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) abgedichtet ist.
Drucksensor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Membraneinsatz (13, 13A) mittels einer fluiddichten Verbindungstechnik mit der Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) verbunden ist.
Drucksensor (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Membraneinsatz (13, 13A) eine Dichtlippe angeordnet ist, welche den Membraneinsatz (13, 13A) gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) abdichtet.
Drucksensor (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Membraneinsatz (13, 13A) und der Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) ein Dichtelement (19) in einer Aufnahmenut (18, 18A) angeordnet ist, welches den Membraneinsatz (13, 13A) gegen die Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) abdichtet.
Drucksensor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenut (18) vollständig in den Membraneinsatz (13) eingebracht ist.
Drucksensor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenut (18A) teilweise durch den Membraneinsatz (13A) und teilweise durch die Wandung der Aufnahmeöffnung (10.1A) ausgebildet ist.
Drucksensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (11) die Aufnahmeöffnung (10.1, 10.1A) fluiddicht abschließt.