DE102019204246A1

DE102019204246A1 - Vorsteuergerät für ein Wegeventil ohne interne Kabelverbindungen

Info

Publication number: DE102019204246A1
Application number: DE102019204246.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Keyl; Peter Pozsega; Carl Dissoubray; Gergely Laszlo Hegedus-Fuchs; Jan-Peter Reibert; Matthias Beck; Steffen Knapper; Benjamin Nemes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01
Also published as: US20200309162A1; US11754096B2; CN111750158A; CN111750158B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorsteuergerät (20) zur Verwendung mit einem hydraulischen Wegeventil (10), wobei das Vorsteuergerät (20) einen Wegsensor (60) mit einer Sensorachse (61) und ein Vorsteuerventil (50) mit einer Ventilachse (51) umfasst.Erfindungsgemäß sind die Ventilachse (51) und die Sensorachse (61) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, so dass sie in einer Bezugsebene liegen, wobei eine Betätigungsvorrichtung (52) und eine Spulenbaugruppe (70) benachbart zueinander angeordnet sind, wobei eine Platine (90) parallel zur Bezugsebene angeordnet ist, wobei die Spulenbaugruppe (70), die Betätigungsvorrichtung (52) und ein elektrischer Steckanschluss (23) zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes jeweils entweder unmittelbar mit der Platine (90) verlötet sind oder mit einer jeweils zugeordneten, starren Kontaktbaugruppe (91) in einem lösbaren elektrischen Kontakt stehen, wobei die Kontaktbaugruppe (91) unmittelbar mit der Platine (90) verlötet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorsteuergerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der EP 2 280 179 B1 ist ein Wegeventil mit einem Vorsteuergerät bekannt. Das Vorsteuergerät umfasst einen Wegsensor, mit welchem die Stellung eines Steuerschiebers messbar ist. Weiter ist ein elektrisches Vorsteuerventil vorgesehen, mit welchem die Stellung des Steuerschiebers hydraulisch verstellbar ist. Der Wegsensor und das Vorsteuerventil sind über elektrische Kabel an eine Platine angeschlossen, welche einen Lageregelkreis für die Stellung des Steuerschiebers verwirklicht, wobei der Wegsensor einen Ist-Wert der Lageregelung liefert, wobei das Vorsteuerventil mit der Stellgröße der Lageregelung beaufschlagt wird, wobei der entsprechende Sollwert über einen Steckanschluss zugeführt, welcher ebenfalls an die Platine angeschlossen ist.
Aus dem Info-Blatt „Mobil-Wegeventil SB 23LS-EHS“ der Bosch Rexroth AG (Bestell-Nr. 1 987 761 804; Ausgabe 03.99) ist ein ähnliches Vorsteuergerät bekannt, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Vorsteuerventil vollständig innerhalb des Vorsteuergeräts angeordnet ist, was bei der EP 2 280 179 B1 nicht der Fall ist. Das Vorsteuergerät kann damit im Schadensfall besonders einfach ausgetauscht werden.
Derartige Wegeventile werden häufig in mobilen Arbeitsmaschinen oder landwirtschaftlichen Traktoren eingesetzt. Dort sind sie erheblichen Erschütterungen ausgesetzt. Die elektrische Steckverbindung der bekannten Vorsteuergeräte bilden unter diesen Beanspruchungen eine Schwachstelle, die mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden soll. Das erfindungsgemäße Vorsteuergerät soll darüber hinaus besonders kompakt aufgebaut sein, so dass es in einem Ventilblock an unmittelbar benachbarten Wegeventilen einsetzbar ist. Weiter soll es besonders einfach und kostengünstig herstellbar und am Wegeventil montierbar sein.
Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass die Ventilachse und die Sensorachse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, so dass sie in einer Bezugsebene liegen, wobei die Betätigungsvorrichtung und die Spulenbaugruppe benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Platine parallel zur Bezugsebene angeordnet ist, wobei die Spulenbaugruppe, die Betätigungsvorrichtung und der elektrische Steckanschluss zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes jeweils entweder unmittelbar mit der Platine verlötet sind oder mit einer jeweils zugeordneten, starren Kontaktbaugruppe in einem lösbaren elektrischen Kontakt stehen, wobei die Kontaktbaugruppe unmittelbar mit der Platine verlötet ist. Die Spulenbaugruppe ist vorzugsweise zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem elektrischen Steckanschluss angeordnet. Die Anbaufläche ist vorzugsweise eben ausgebildet, wobei sie senkrecht zur Ventilachse bzw. zur Sensorachse ausgerichtet ist. Der Weicheisenkern ist vorzugsweise in Richtung der Ventilachse langgestreckt ausgebildet. Der Weicheisenkern ist vorzugsweise mit dem Ventilschieber fest verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verpresst.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
Es kann vorgesehen sein, dass der Betätigungsvorrichtung eine Kontaktbaugruppe zugeordnet ist, wobei der elektrische Steckanschluss und die Spulenbaugruppe unmittelbar mit der Platine verlötet sind. Durch diese Maßnahme vereinfacht sich insbesondere die Montage des Vorsteuerventils, wobei das Vorsteuergerät dennoch sehr einfach aufgebaut ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktbaugruppe wenigstens zwei Metallteile umfasst, über welche jeweils ein lösbarer elektrischer Kontakt herstellbar ist, wobei die Metallteile unmittelbar mit der Platine verlötet sind, wobei die Metallteile von einem Kunststoffmantel umformt sind, so dass sie von dem Kunststoffmantel festgehalten sind. Die Metallteile sind vorzugsweise aus Blech mittels Stanzen und/oder Biegen hergestellt. Der Kunststoffmantel wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei die Metallteile vor dem Einspritzen des verflüssigten Kunststoffs in die Spritzgussform eingelegt werden. Die Metallteile werden während des Spritzgießens durch Verbindungsstege einstückig zusammengehalten. Die Verbindungsstege sind vorzugsweise außerhalb des Kunststoffmantels angeordnet, wobei sie durch Abbrechen leicht entfernbar sind. Die Metallteile der Kontaktbaugruppe für sich betrachtet sind vorzugsweise elektrisch voneinander isoliert.
Es kann vorgesehen sein, dass der elektrische Kontakt zwischen der Betätigungsvorrichtung und der zugeordneten Kontaktbaugruppe durch eine Relativbewegung in Richtung der Ventilachse herstellbar bzw. lösbar ist. Damit kann der entsprechende Kontakt auf besonders einfache Weise hergestellt werden, insbesondere im Rahmen der Montage der unten erläuterten Baugruppe, welche den Deckel umfasst. Die betreffenden Metallteile haben vorzugsweise jeweils eine ebene Kontaktfahne, wobei alle Kontaktfahnen parallel zueinander und parallel zur Ventilachse angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Grundkörper und einen Deckel umfasst, wobei die Anbaufläche am Grundkörper angeordnet ist, wobei der Deckel an der der Anbaufläche gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers angeordnet ist, wobei die Platine und der elektrische Steckanschluss und die Spulenbaugruppe am Deckel befestigt sind. Damit ergibt sich eine Baugruppe, die als Ganzes am verbleibenden Vorsteuergerät montierbar ist, wobei insbesondere die oben angesprochenen Lötverbindungen aufgrund ihrer guten Zugänglichkeit einfach herstellbar sind. Der Deckel ist vorzugsweise mit dem Grundkörper verschraubt. Die genannten Teile liegen vorzugsweise an ebenen Flächen aneinander an, die höchst vorzugsweise senkrecht zur Sensor- bzw. zur Ventilachse ausgerichtet sind. Zwischen dem Deckel und dem Grundkörper ist vorzugsweise eine Dichtung eingebaut, die höchst vorzugsweise in einer Nut im Grundkörper aufgenommen ist. Der Grundkörper hat vorzugsweise eine Platinenausnehmung, wobei die Platine in die Platinenausnehmung hinein ragt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Platine, die Spulenbaugruppe, der elektrische Steckanschluss und die Kontaktbaugruppe so aus dem Deckel herausragen, dass die zugeordneten Lötstellen für eine Lötbearbeitung zugänglich sind, solange der Deckel nicht am Grundkörper montiert ist. Damit kann die genannte Lötbearbeitung auf besonders einfache Weise durchgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Vorsteuerventil abschnittsweise in einer Aufnahmebohrung im Grundkörper derart eingebaut ist, dass die fluidische Verbindung zum Fluidzulauf, zum Fluidrücklauf und zum ersten und zum zweiten Steueranschluss ausschließlich im Grundkörper verläuft. Hierdurch ergeben sich besonders kurze und widerstandsarme Strömungswege, die überdies einfach herstellbar sind. Die Betätigungsvorrichtung des Vorsteuerventils kann zumindest abschnittsweise vom Deckel derart umgeben sein, dass der Deckel über die Betätigungsvorrichtung relativ zum Gehäuse ausgerichtet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass an dem Deckel ein Ausleger einstückig angeformt ist, welcher sich in Richtung der Sensorachse erstreckt, wobei die Platine an dem Ausleger befestigt ist. Damit ist die Platine stabil abgestützt, so dass sie bei Vibrationsbeanspruchung nicht in mechanische Schwingungen gerät. Darüber hinaus behindert der Ausleger die Zugänglichkeit der Platine für die Lötbearbeitung kaum. Der Ausleger erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Platine. Zwischen dem Ausleger und der Platine ist vorzugsweise eine Wärmeleitpaste angeordnet, so dass auf der Platine entstehende Wärme widerstandsarm über den Ausleger und weiter über die Außenoberfläche des Deckels zur Umgebung hin ableitbar ist. Der Deckel besteht vorzugsweise aus Metall, höchst vorzugsweise aus Aluminium oder Zink. Er ist vorzugsweise im Druckgussverfahren hergestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spulenbaugruppe ein gesondertes Druckrohr umfasst, in dem der Weicheisenkern angeordnet ist, wobei das Druckrohr von einem Spulenhalter aus Kunststoff umgeben ist, welcher die wenigstens zwei Spulen trägt, wobei die Spulenbaugruppe im Bereich eines Kontaktabschnitts mit der Platine verlötet ist. Der Spulenhalter ist vorzugsweise am Deckel befestigt, insbesondere dort verschraubt. Das Druckrohr besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Metall, wobei es höchst vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellt ist. Vorzugsweise umgrenzt das Druckrohr abschnittsweise einen Raum, der fluiddicht verschlossen ist. Das Druckrohr ist hierfür vorzugsweise fluiddicht an den Grundkörper angebaut.
Es kann vorgesehen sein, dass der Spulenhalter einstückig ausgebildet ist, wobei er einen plattenartigen Befestigungsabschnitt aufweist, welcher sich quer zur Sensorachse erstreckt, wobei der Befestigungsabschnitt am Deckel befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt ist vorzugsweise mit dem Deckel verschraubt. Der Befestigungsabschnitt ist vorzugsweise zwischen den zwei Spulen angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kunststoffmantel unmittelbar am Befestigungsabschnitt anliegt, wobei der Kunststoffmantel und der Befestigungsabschnitt von zumindest einer gemeinsamen Befestigungsschraube durchsetzt sind, welche in den Deckel eingeschraubt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kontaktabschnitt einstückig am Spulenhalter ausgebildet ist, wobei er in Richtung der Sensorachse beabstandet zum Befestigungsabschnitt angeordnet ist. In der Folge sind die entsprechenden Lötstellen an der Platine leicht zugänglich.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Vorsteuergeräts, wobei das zugeordnete Wegeventil teilweise dargestellt ist;
2 eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers des Vorsteuergeräts nach 1 von der Anbaufläche her;
3 eine perspektivische Ansicht des Vorsteuergeräts nach 1 ohne den Grundkörper;
4 eine weitere perspektivische Ansicht der Baugruppe nach 3 ohne den Deckel und ohne das Vorsteuerventil;
5 eine der 4 entsprechende Ansicht, wobei der Kunststoffmantel der Kontaktbaugruppe weggelassen ist; und
6 eine weitere perspektivische Ansicht des Grundkörpers nach 2 vom Deckel her.

1 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Vorsteuergeräts 20, wobei das zugeordnete Wegeventil 10 teilweise dargestellt ist. Das Vorsteuergerät 20 umfasst ein Gehäuse 21, welches aus einem Grundkörper 30 und einem Deckel 80 zusammengesetzt ist. Das Gehäuse 30 und/oder der Deckel 80 sind vorzugsweise aus Aluminium oder Zink im Spritzgussverfahren hergestellt. Der Grundkörper 30 hat eine ebene Anbaufläche 40, welche senkrecht zu einer Längsachse 12 ausgerichtet ist. Die Anbaufläche 40 liegt am Wegeventil 10 an, wobei das Vorsteuergerät 20 vorzugsweise mit dem Wegeventil 10 verschraubt ist. Das Wegeventil 10 hat einen Steuerschieber 11, welcher bezüglich der Längsachse 12 linearbeweglich ist. Der Steuerschieber 11 ist mit einer Rückstellfeder 13 ausgestattet, welche den Steuerschieber 11 in eine mittlere Stellung vorspannt, wobei sie in den Grundkörper 30 des Vorsteuergeräts 20 hineinragt. Die Stellung des Steuerschiebers 11 wird mittels des Vorsteuergeräts 20 hydraulisch verstellt, wobei das Steuergerät hierfür einen ersten 41 und einen zweiten (Nr. 42 in 2) Steueranschluss aufweist. Die entsprechenden Drücke beaufschlagen den Steuerschieber 11 stirnseitig von gegenüberliegenden Seiten her.
In dem Grundkörper 30 ist ein Vorsteuerventil 50 aufgenommen, welches in Form eines Cartridge-Ventils ausgebildet ist. Das Vorsteuerventil 50 umfasst eine elektrische Betätigungsvorrichtung 52, welche vom Grundkörper 30 und vom Deckel 80 umschlossen ist. Die Betätigungsvorrichtung 52 umfasst vorzugsweise wenigstens eine Betätigungsspule, durch deren Magnetkraft das Vorsteuerventil 50 verstellbar ist. Der hydraulische Abschnitt des Vorsteuerventils 50 ist in einer zugeordneten Aufnahmebohrung 32 aufgenommen, welche ausschließlich vom Grundkörper 30 gebildet wird. Das Vorsteuerventil 50 ist vorzugsweise in Form eines 4/3-Wegeventils ausgebildet, weshalb man auch von einer volumetrischen Ansteuerung spricht, bei der allein Volumenströme zur Verstellung des Steuerschiebers eingestellt werden und keine Drücke, wie bei der barometrischen Ansteuerung. Das Ansteuerventil hat insgesamt vier Fluidanschlüsse, welche an der Anbaufläche 40 zugänglich sind, wobei weitere Details mit Bezug auf 2 erläutert werden. Das Vorsteuerventil 50 hat eine Ventilachse 51, welche parallel zur Längsachse 12 ausgerichtet ist. Das Vorsteuerventil 50 ist mit Ausnahme der Anschlussbuchse 53 vorzugsweise rotationsymmetrisch bezüglich der Ventilachse 51 ausgebildet. In Richtung der Ventilachse 51 wird es allein vom Deckel 80 des Vorsteuergeräts 20 in der Aufnahmebohrung 32 gehalten.
Weiter ist ein Wegsensor 60 vorgesehen, der vorliegend induktiv arbeitet. Der Wegsensor 60 umfasst einen stabartigen Weicheisenkern 62, der fest mit dem Steuerschieber 11 verbunden, insbesondere verschraubt und/oder verpresst ist. Der Weicheisenkern 62 bewegt sich also zusammen mit dem Steuerschieber 11 entlang der Längsachse 12. Der Weicheisenkern 62 umfasst einen magnetisch wirksamen ersten Abschnitt 62a, der ferromagnetisch ausgeführt ist. Der erste Abschnitt 62a ist über einen nicht magnetischen zweiten Abschnitt 62b mit dem Steuerschieber 11 verbunden. Hierdurch ergibt sich eine hohe Messgenauigkeit des Wegsensors 60. Der Weicheisenkern 62 ist vorzugsweise kreiszylindrisch bezüglich einer Sensorachse 61 ausgebildet, wobei der zweite Abschnitt 62b vorzugsweise einen kleineren Durchmesser aufweist als der erste Abschnitt 62a. Die Sensorachse 61 fällt vorzugsweise mit der oben erläuterten Längsachse 12 des Steuerschiebers 11 zusammen. Sie verläuft insbesondere parallel zur Ventilachse 51, so dass die Sensorachse 61 und die beabstandete Ventilachse 51 eine Bezugsebene aufspannen.
Um den Weicheisenkern 62 herum ist ein Druckrohr 63 angeordnet. Das Druckrohr 63 ist topfartig ausgebildet, wobei es vorzugsweise im Tiefziehverfahren aus Blech hergestellt ist. Es besteht aus einem nichtmagnetischen Metall, insbesondere aus austenitischem, nicht rostendem Stahl, so dass es die induktive Wegmessung nicht stört. An seinem offenen Ende ist es in den Grundkörper 30 eingepresst, wobei die Fügestelle vorzugsweise mit einem Dichtring 64 abgedichtet ist. Innerhalb des Druckrohrs 63 liegt der Druck am ersten Steueranschluss 41 an, welcher den Steuerschieber 11 vom Vorsteuergerät 20 weg drückt. Aufgrund der Abdichtung zwischen Grundkörper 30 und Druckrohr 63 kann das entsprechende Druckfluid nicht in den Bereich des Grundkörpers 30 gelangen, in dem sich die Platine 90 befindet. Es versteht sich, dass das Vorsteuerventil 50 ebenfalls mit einer Abdichtung versehen ist, so dass auch von dort kein Druckfluid in den Bereich des Grundkörpers 30 gelangen kann, in dem die Platine 90 angeordnet ist. Um das Druckrohr 63 herum ist eine Spulenbaugruppe 70 angeordnet, welche mit Bezug auf 4 und 5 näher erläutert wird.
Weiter ist auf den elektrischen Steckanschluss 23 hinzuweisen, welcher vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, in welches entsprechende metallische Kontaktabschnitte eingegossen sind. Zwischen dem Steckanschluss 23 und dem Deckel 80 ist ein Dichtring 25 angeordnet, so dass dort kein Medium, beispielsweise Feuchtigkeit, von außen eindringen kann.
Das Vorsteuergerät 20 ist mit mehreren Befestigungsschrauben 22 versehen. Mit den ersten Befestigungsschrauben 22a wird der Deckel 80 am Grundkörper 30 befestigt. Diese durchsetzen den Deckel 80, wobei sie in eine zugeordnete Bohrung 35 im Grundkörper 30 eingeschraubt sind. Mit der zweiten Befestigungsschraube 22b wird der Steckanschluss 23 am Deckel 80 befestigt. Mit der dritten Befestigungsschraube (Nr. 22c in 4) wird die Spulenbaugruppe 70 am Deckel 80 befestigt. Mit den insgesamt vier vierten Befestigungsschrauben 22d wird der Grundkörper 30 am Wegeventil 10 befestigt. Diese durchsetzen jeweils eine Befestigungsbohrung (Nr. 33 in 2) im Grundkörper 30, wobei sie in das Wegeventil 10 eingeschraubt sind. Mit der fünften Befestigungsschraube (Nr. 22e in 3) wird die Platine 90 an einem Ausleger 81 des Deckels 80 befestigt.
Hinzuweisen ist noch auf die Platine 90, welche parallel zur Zeichenebene der 1 und mithin parallel zur Ventilachse 51 und zur Sensorachse 61 angeordnet ist. Die Platine 90 erstreckt sich vom Steckanschluss 23 über den Wegsensor 60 bis zum Vorsteuerventil 50. Die dortigen elektrischen Anschlüsse sind also jeweils in unmittelbarer Nähe zur Platine 90 angeordnet, wobei sie ohne Verwendung von Kabeln elektrisch mit der Platine 90 verbunden sind. Die Platine 90 ist insbesondere Bestandteil einer elektronischen Regelvorrichtung, deren Sollwert am Steckanschluss 23 bereitgestellt wird, wobei deren Ist-Wert vom Wegsensor 60 ermittelt wird, wobei deren Stellgröße die Einstellung des Vorsteuerventils 50 ist. Die Regelvorrichtung kann als stetiger linearer Regler, insbesondere als PI-Regler ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der lineare Regler unter Verwendung eines Digitalrechners implementiert, wobei er auch mittels einer analogen Schaltung implementiert sein kann.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers 30 des Vorsteuergeräts nach 1 von der Anbaufläche 40 her. Die im Wesentlichen ebene, rechteckige Anbaufläche 40 ist an ihren vier Eckbereichen jeweils mit einer Befestigungsbohrung 33 versehen, welche jeweils von einer zugeordneten Befestigungsschraube (Nr. 22d in 1) durchsetzt wird.
Im Inneren der Anbaufläche 40 werden insgesamt vier Bereiche von einer einstückigen Dichtung 45 aus einem Elastomer fluiddicht voneinander abgegrenzt. Einen ersten Bereich bildet die Federausnehmung 37, in welcher die Rückstellfeder (Nr. 13 in 1) angeordnet ist, wobei der erste Steueranschluss 41 am Grund der Federausnehmung 37 ausmündet. Ein weiterer Bereich bildet den zweiten Steueranschluss 42, welcher fluidisch an das Vorsteuerventil angeschlossen ist. Ein weiterer Bereich bildet den Fluidzulauf 43, über welchen dem Vorsteuergerät unter Druck stehendes Druckfluid zugeführt wird, wobei es zum Vorsteuerventil geleitet wird. Bei dem Druckfluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit und höchst vorzugsweise um Hydrauliköl. Der vierte Bereich bildet einen Fluidrücklauf 44, über welchen Druckfluid vom Vorsteuerventil zurück zum Wegeventil fließen kann, wobei es dort typischerweise weiter in einen Tank geleitet wird. Die Dichtung 45 ist vorzugsweise in einer angepassten Nut in der Anbaufläche 40 aufgenommen, wobei sie an einer ebenen Gegenfläche am Wegeventil anliegt.
Neben der Dichtung 45 ist ein erster Ausrichtfortsatz 34 an der Anbaufläche 40 angeordnet, welcher in eine angepasste Ausnehmung am Wegeventil eingreift. Ein analoger zweiter Ausrichtfortsatz 34a ist mit Abstand zum ersten Ausrichtfortsatz 34 angeordnet. Hierdurch vereinfacht sich die Montage, insbesondere die Ausrichtung des Vorsteuergeräts am Wegeventil.
Weiter ist in 2 zu erkennen, wie der Bund des Druckrohres 63 am Boden der Federausnehmung 37 anliegt.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Vorsteuergeräts nach 1 ohne den Grundkörper. Zu erkennen ist die Platine 90, welche am Deckel 80 befestigt ist. Sie ist zum einen mittels der fünften Befestigungsschraube 22e mit einem einstückig am Deckel 80 angeformten Ausleger 81 (siehe auch 1) verschraubt, so dass sie mechanisch steif gehalten ist. In der Folge gerät die Platine 90 nicht in mechanische Schwingungen, wenn das Vorsteuergerät Vibrationsbelastungen ausgesetzt ist. Weiter ist auf die Lötstellen 24 hinzuweisen. Diese dienen in erster Linie der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Platine 90 und dem Steckanschluss 23, dem Wegsensor 60 und dem Vorsteuerventil 50. Die Lötstellen 24 bilden außerdem mittelbar eine mechanisch feste Verbindung zwischen der Platine 90 und dem Deckel 80, da die Teile 50, 60, 23 fest mit dem Deckel verbunden sind. Über die vier ersten Lötstellen 24a ist die Platine 90 elektrisch leitend mit dem Steckanschluss 23 verbunden, welcher über vier entsprechenden Kontakte verfügt. Mit den drei zweiten Lötstellen 24b ist die Platine 90 elektrisch leitend mit den beiden Spulen (Nr. 71 in 4) des Wegsensors 60 verbunden. Eine der zweiten Lötstellen 24b ist dabei an beide Spulen angeschlossen, wobei die beiden anderen zweiten Lötstellen 24b an eine einzige jeweils zugeordnete Spule angeschlossen ist. Die drei dritten Lötstellen 24c sind an die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 52 des Vorsteuerventils 50 angeschlossen. Dieses umfasst vorzugsweise zwei gesonderte Magnetspulen, mit welchen ausgehend von einer unbetätigten Mittelstellunge zwei entgegengesetzte Betätigungsrichtungen ermöglicht werden. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Deckels 80 hat den Vorteil, dass die vorstehend erläuterten Lötstellen 24 im Rahmen der in 3 dargestellten Baugruppe besonders gut zugänglich sind.
Weiter ist auf die Deckeldichtung 31 hinzuweisen, welche die Platine 90, den Steckanschluss 23, den Wegsensor 60 und das Vorsteuerventil 50 endlos umgibt. Die Deckeldichtung 31 besteht aus einem Elastomer. Sie ist in einer angepassten Nut im Grundkörper aufgenommen, wobei sie an einer ebenen Dichtfläche am Deckel 80 anliegt. Die vier Befestigungsbohrungen 82 am Deckel 80 sind fluchtend zu den Befestigungsbohrungen (Nr. 33 in 2) im Grundkörper angeordnet.
4 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Baugruppe nach 3 ohne den Deckel und ohne das Vorsteuerventil. Zu erkennen ist insbesondere der Steckanschluss 23, welcher einstückig mit einem Flanschabschnitt 26 und einem Verbindungsabschnitt 27 aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt ist. In dieses Kunststoffteil sind insgesamt vier Metallteile elektrisch isoliert voneinander eingegossen. Diese enden jeweils einerseits im Steckanschluss 23 und andererseits an einer zugeordneten ersten Lötstelle (Nr. 24a in 3). Der Flanschabschnitt ist im Wesentlichen plattenartig mit einer kreiszylindrischen Umfangsfläche ausgebildet. Die Umfangsfläche liegt dicht an einer angepassten Gegenfläche am Deckel an, wobei der entsprechende Fügespalt mit einem Dichtring 25 abgedichtet ist. Die zweite Befestigungsschraube 22b durchsetzt den Deckel (siehe 2) und ist in den Flanschabschnitt 26 eingeschraubt. Der Verbindungsabschnitt 27 erstreckt sich vom Flanschabschnitt 26 zu den ersten Lötstellen, wobei er insbesondere die vorgenannten Metallteile elektrisch isoliert voneinander hält.
Weiter ist der Wegsensor 60 ohne den Weicheisenkern dargestellt. Zu erkennen ist insbesondere die Spulenbaugruppe 70, die zwei untereinander im Wesentlichen identisch ausgebildete Spulen 71 umfasst. Die Spulenbaugruppe 70 wird mit geringem Spiel von dem oben erläuterten Druckrohr durchsetzt, welches am Grundkörper befestigt ist. Die Spulenbaugruppe umfasst einen Spulenhalter 72, welcher aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt ist. Dieser ist im Wesentlichen rohrartig ausgebildet, wobei die beiden Spulen 71 an seiner Außenumfangsfläche aufgewickelt sind. Zwischen den beiden Spulen 71 ist ein plattenartiger Befestigungsabschnitt 73 einstückig am Spulenhalter 72 angeordnet. Die dritte Befestigungsschraube 22c durchsetzt die Kontaktbaugruppe 91 und den Befestigungsabschnitt 73, wobei sie in den (nicht dargestellten) Deckel eingeschraubt ist. Dementsprechend sind die Spulenbaugruppe 70 und die Kontaktbaugruppe 91 fest mit dem Deckel verbunden. Weiter ist auf den einstückig am Spulenträger angeformten Kontaktabschnitt 74 hinzuweisen. Dort sind drei stabartige Metallteile elektrisch isoliert voneinander eingelegt bzw. eingegossen, welche an ihrem einen Ende mit der zweiten Lötstelle (Nr. 24b in 3) verbunden sind, wobei sie am gegenüberliegenden, anderen Ende an die Spulen 71 angeschlossen sind.
Weiter ist in 4 die Kontaktbaugruppe 91 zu erkennen, welche den elektrischen Kontakt mit dem Vorsteuerventil herstellt. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass der Steckanschluss 23 und der Wegsensor 60 fest mit der Platine 90 verlötet sind. Das Vorsteuerventil wird demgegenüber mittels einer Steckverbindung an die Platine 90 angeschlossen, um die Montage zu vereinfachen. Die Kontaktbaugruppe 91 umfasst hierfür drei gesonderte Metallteile 92, die jeweils einen Steckkontakt bilden. Die Metallteile 92 werden von einem Kunststoffmantel 93 elektrisch isoliert voneinander gehalten. Die Kontaktbaugruppe 91 ist aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei die Metallteile vor dem Einfüllen des verflüssigten Kunststoffes in die Gussform eingelegt werden, so dass sie umformt werden.
5 zeigt eine der 4 entsprechende Ansicht, wobei der Kunststoffmantel der Kontaktbaugruppe (Nr. 91 in 4) weggelassen ist. Dementsprechend ist die Form der drei angesprochenen Metallteile 92 zu erkennen, die jeweils L-förmig ausgebildet sind, so dass sie zu den dritten Lötstellen (Nr. 24c in 3) führen. Weiter ist zu erkennen, dass der Spulenhalter 72 der Spulenbaugruppe 70 gesonderte von der Kontaktbaugruppe (Nr. 91 in 4) ausgebildet ist. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung der entsprechenden Teile im Kunststoffspritzgussverfahren.
6 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Grundkörpers 30 nach 2 vom Deckel (Nr. 80 in 1) her. Der Grundkörper 30 bildet zum Deckel hin eine Platinenausnehmung 36, welche einerseits vom Deckel und andererseits vom hydraulischen Abschnitt des Vorsteuerventils vollständig dicht verschlossen wird. Die Platine (Nr. 90 in 3) und der Ausleger (Nr. 81 in 3) ragen in die Platinenausnehmung 36 hinein, wobei sie dort ausreichend Platz finden. Die in 3 dargestellte Baugruppe ohne das Vorsteuerventil muss dabei am Druckrohr 63, an der Anschlussbuchse (Nr. 53 in 1) und an der Betätigungsvorrichtung (Nr. 52 in 1) des Vorsteuerventils genau ausgerichtet werden. Die Montage ist dementsprechend einfach. Die ersten Befestigungsschrauben (Nr. 22a in 1) werden in die Bohrungen 35 eingeschraubt, um den Deckel am Grundkörper zu befestigen, wobei vorzugsweise zwei erste Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Die ersten Befestigungsschrauben sind vorzugsweise als selbstschneidende bzw. gewindefurchende Schrauben ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Wegeventil
11: Steuerschieber
12: Längsachse
13: Rückstellfeder
20: Vorsteuergerät
21: Gehäuse
22: Befestigungsschraube
22a: erste Befestigungsschraube
22b: zweite Befestigungsschraube
22c: dritte Befestigungsschraube
22d: vierte Befestigungsschraube
22e: fünfte Befestigungsschraube
23: Steckanschluss
24: Lötstelle
24a: erste Lötstelle
24b: zweite Lötstelle
24c: dritte Lötstelle
25: Dichtring
26: Flanschabschnitt
27: Verbindungsabschnitt
30: Grundkörper
31: Deckeldichtung
32: Aufnahmebohrung
33: Befestigungsbohrung
34: erster Ausrichtfortsatz
34a: zweiter Ausrichtfortsatz
35: Bohrung
36: Platinenausnehmung
37: Federausnehmung
40: Anbaufläche
41: erster Steueranschluss
42: zweiter Steueranschluss
43: Fluidzulauf
44: Fluidrücklauf
45: Dichtung

50: Vorsteuerventil
51: Ventilachse
52: Betätigungsvorrichtung
53: Anschlussbuchse
60: Wegsensor
61: Sensorachse
62: Weicheisenkern
62a: erster Abschnitt des Weicheisenkerns
62b: zweiter Abschnitt des Weicheisenkerns
63: Druckrohr
64: Dichtring
70: Spulenbaugruppe
71: Spule
72: Spulenhalter
73: Befestigungsabschnitt
74: Kontaktabschnitt
80: Deckel
81: Ausleger
82: Befestigungsbohrung
90: Platine
91: Kontaktbaugruppe
92: Metallteil
93: Kunststoffmantel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2280179 B1 [0002, 0003]

Claims

Vorsteuergerät (20) zur Verwendung mit einem hydraulischen Wegeventil (10), wobei das Vorsteuergerät (20) ein Gehäuse (21) umfasst, welches über eine Anbaufläche (40) außen an dem Wegeventil (10) anbaubar ist, wobei im Inneren des Gehäuses (21) ein Vorsteuerventil (50), ein Wegsensor (60) und eine elektronische Platine (90) aufgenommen sind, wobei im Bereich der Anbaufläche (40) ein Fluidzulauf (43), ein Fluidrücklauf (44) und ein erster und eine zweiter Steueranschluss (41; 42) am Gehäuse (21) angeordnet sind, welche an das Vorsteuerventil (50) fluidisch angeschlossen sind, wobei das Vorsteuerventil (50) als Cartridgeventil mit einer Ventilachse (51) ausgebildet ist, wobei das Vorsteuerventil (50) eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung (52) umfasst, wobei der Wegsensor (60) einen Weicheisenkern (62) umfasst, der im Bereich der Anbaufläche (40) mit einem Steuerschieber (11) des Wegeventils (10) bewegungskoppelbar ist, so dass er entlang einer Sensorachse (61) linearbeweglich ist, wobei um den Weicheisenkern (62) herum wenigstens zwei Spulen (71) angeordnet sind, welche zu einer Spulenbaugruppe (70) zusammengefasst sind, wobei das Gehäuse (21) mit einem elektrischen Steckanschluss (23) versehen ist, welcher von außen zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilachse (51) und die Sensorachse (61) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, so dass sie in einer Bezugsebene liegen, wobei die Betätigungsvorrichtung (52) und die Spulenbaugruppe (70) benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Platine (90) parallel zur Bezugsebene angeordnet ist, wobei die Spulenbaugruppe (70), die Betätigungsvorrichtung (52) und der elektrische Steckanschluss (23) zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes jeweils entweder unmittelbar mit der Platine (90) verlötet sind oder mit einer jeweils zugeordneten, starren Kontaktbaugruppe (91) in einem lösbaren elektrischen Kontakt stehen, wobei die Kontaktbaugruppe (91) unmittelbar mit der Platine (90) verlötet ist.
Vorsteuergerät nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsvorrichtung (52) eine Kontaktbaugruppe (91) zugeordnet ist, wobei der elektrische Steckanschluss (23) und die Spulenbaugruppe (70) unmittelbar mit der Platine (90) verlötet sind.
Vorsteuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktbaugruppe (91) wenigstens zwei Metallteile (92) umfasst, über welche jeweils ein lösbarer elektrischer Kontakt herstellbar ist, wobei die Metallteile (92) unmittelbar mit der Platine (90) verlötet sind, wobei die Metallteile (92) von einem Kunststoffmantel (93) umformt sind, so dass sie von dem Kunststoffmantel (93) fest gehalten sind.
Vorsteuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Kontakt zwischen der Betätigungsvorrichtung (52) und der zugeordneten Kontaktbaugruppe (91) durch eine Relativbewegung in Richtung der Ventilachse (51) herstellbar bzw. lösbar.
Vorsteuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (21) einen Grundkörper (30) und einen Deckel (80) umfasst, wobei die Anbaufläche (40) am Grundkörper (30) angeordnet ist, wobei der Deckel (80) an der der Anbaufläche (40) gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (30) angeordnet ist, wobei die Platine (90) und der elektrische Steckanschluss (23) und die Spulenbaugruppe (70) am Deckel (80) befestigt sind.
Vorsteuergerät nach Anspruch 5, wobei die Platine (90), die Spulenbaugruppe (70), der elektrische Steckanschluss (23) und die Kontaktbaugruppe (91) so aus dem Deckel (80) herausragen, dass die zugeordneten Lötstellen (24) für eine Lötbearbeitung zugänglich sind, solange der Deckel (80) nicht am Grundkörper (30) montiert ist.
Vorsteuergerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Vorsteuerventil (50) abschnittsweise in einer Aufnahmebohrung (32) im Grundkörper (30) derart eingebaut ist, dass die fluidische Verbindung zum Fluidzulauf (43), zum Fluidrücklauf (44) und zum ersten und zum zweiten Steueranschluss (41; 42) ausschließlich im Grundkörper (30) verläuft.
Vorsteuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei an dem Deckel (80) ein Ausleger (81) einstückig angeformt ist, welcher sich in Richtung der Sensorachse (61) erstreckt, wobei die Platine (90) an dem Ausleger (81) befestigt ist.
Vorsteuergerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Spulenbaugruppe (70) ein gesondertes Druckrohr (63) umfasst, in dem der Weicheisenkern (62) angeordnet ist, wobei das Druckrohr (63) von einem Spulenhalter (72) aus Kunststoff umgeben ist, welcher die wenigstens zwei Spulen (71) trägt, wobei die Spulenbaugruppe (70) im Bereich eines Kontaktabschnitts (74) mit der Platine (90) verlötet ist.
Vorsteuergerät nach Anspruch 9, wobei der Spulenhalter (72) einstückig ausgebildet ist, wobei er einen plattenartigen Befestigungsabschnitt (73) aufweist, welcher sich quer zur Sensorachse (61) erstreckt, wobei der Befestigungsabschnitt (73) am Deckel (80) befestigt ist.
Vorsteuergerät nach Anspruch 10, rückbezogen auf Anspruch 3, wobei der Kunststoffmantel (93) unmittelbar am Befestigungsabschnitt (73) anliegt, wobei der Kunststoffmantel (93) und der Befestigungsabschnitt (73) von zumindest einer gemeinsamen Befestigungsschraube (22; 22c) durchsetzt sind, welche in den Deckel (80) eingeschraubt ist.
Vorsteuergerät nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kontaktabschnitt (74) einstückig am Spulenhalter (72) ausgebildet ist, wobei er in Richtung der Sensorachse (61) beabstandet zum Befestigungsabschnitt (73) angeordnet ist.