DE10204913A1

DE10204913A1 - Elektrohydraulischer Regler für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10204913A1
Application number: DE2002104913
Authority: DE
Inventors: Richard Hoffmann; Willy Kring; Roberto Schlenker
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-21

Abstract

Bekannte elektrohydraulische Regler bestehen aus einer Elektronikbaugruppe und einer Hydraulikbaugruppe, die sich jeweils in einem separaten Gehäuse befinden. Diese beiden voneinander unabhängig aufgebauten Baugruppen werden erst am Schluß miteinander verschraubt. Dies bewirkt, dass alle Aufbautoleranzen der einen Baugruppe bei der Dimensionierung der anderen Baugruppe mit berücksichtigt werden müssen. DOLLAR A Um die Passgenauigkeit zwischen der Elektronikbaugruppe und der Hydraulikbaugruppe zu verbessern, wird die Hydraulikbaugruppe zusammen mit der Elektronikbaugruppe vergossen, wobei auch eine Positionierung und Fixierung von Einzelkomponenten der Elektronikbaugruppe erfolgt. DOLLAR A Solche elektrohydraulischen Regler eignen sich für Bremssteuergeräte, die einen kostengünstigen Aufbau und eine verlustarme Energieübertragung von einer Spulenanordnung zu einer Ventilanordnung benötigen.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Regler für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Herkömmliche elektrohydraulische Regler bestehen aus einer Elektronikbaugruppe, welche die elektronischen Bauelemente beinhaltet, die zur Regelung benötigt werden, und einer Hydraulikbaugruppe, welche die hydraulischen Betätigungselemente, insbesondere die Ventile beinhaltet. Die Elektronikbaugruppe wird getrennt von der Hydraulikbaugruppe hergestellt und erst in der Endmontage mit der Hydraulikbaugruppe verschraubt.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass Aufbautoleranzen der Hydraulikbaugruppe, insbesondere die Ventil- bzw. die Ventildomdurchmesser und die Abstände zwischen zwei Ventilen, mit berücksichtigt werden müssen. Die Passgenauigkeit der Elektronikbaugruppe auf der Hydraulikbaugruppe, insbesondere das Ventilspiel innerhalb des Spulenkörpers, ist bei kostengünstigen Aufbauten unzufriedenstellend. Ferner sind die Verluste bei der Energieübertragung von der Magnetspule der Elektronikbaugruppe zum Ventil bzw. Ventildom der Hydraulikbaugruppe sehr hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrohydraulischen Regler aufzuzeigen, der geringere Verluste bei der Energieübertragung zwischen der Elektronikbaugruppe und der Hydraulikbaugruppe aufweist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Elektronikbaugruppe mit der Hydraulikbaugruppe zusammen in einem Vergusswerkzeug vergossen wird, wobei die Spulenanordnung der Elektronikbaugruppe zuerst auf der Ventilanordnung der Hydraulikbaugruppe positioniert und dann bei einem Verguss oder Spritzgussvorgang fixiert wird.

Der Vorteil eines solchen Aufbaus besteht darin, dass die Toleranzen der Abstände zwischen den Spulen bzw. zwischen den Ventildomen nicht mehr mit berücksichtigt werden müssen, da die Spulen vor dem Fixieren in einem Gehäuse exakt ausgerichtet werden. Jede Verbindung zwischen Elektronikbaugruppe und Hydraulikbaugruppe ist individuell, da die eine Baugruppe im Vergusswerkzeug zur Positionierung des anderen Bauteils dient. Dies hat zur Folge, dass nur noch die Toleranzen der Ventildurchmesser, die in den Spulenkörper ragen, mit berücksichtigt werden, sodass die Spulen immer auf die Ventile passen. Die bessere Passgenauigkeit bewirkt, dass der magnetische Fluss exakter geführt werden kann, wodurch sich die Kraftübertragung zwischen Spule und Ventil verbessert. Das verbleibende Spiel der Ventilanordnung im Spulenkörper ist minimal. Ferner kann ein Arbeitsgang eingespart werden, da die Gehäuseanbringungen an die Elektronikbaugruppe gleichzeitig bei dem Verbinden der Elektronikbaugruppe mit der Hydraulikbaugruppe vonstatten geht.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei kann entweder eine bereits an der Spulenanordnung angebrachte Jochanordnung im gleichen Arbeitsgang fixiert werden oder aber, es kann eine separate Jochanordnung zuerst an der Hydraulikbaugruppe positioniert und später beim Vergießen fixiert werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 Komponenten des elektrohydraulischen Reglers.
Fig. 2 positionierte Komponenten des elektrohydraulischen Reglers.
Fig. 3 vergossener elektrohydraulischer Regler.
Fig. 4 Komponenten mit separater Jochanordnung des elektrohydraulischen Reglers.
Fig. 5 positionierte Komponenten mit separater Jochanordnung des elektrohydraulischen Reglers.
Fig. 6 vergossener elektrohydraulischer Regler mit integriertem Jochbügel.
Fig. 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel die Komponenten eines elektrohydraulischen Reglers 1, welcher Spulenanordnungen 4 aufweist, die mit einer integrierten Jochanordnung 5 ausgestattet sind. Der elektrohydraulische Regler 1 weist eine Elektronikbaugruppe 2 und eine Hydraulikbaugruppe 3 auf. Die Elektronikbaugruppe 2 besteht im wesentlichen aus Spulenanordnungen 4, die über Spulenanschlüsse 10 mit einer, auf einer Leiterplatte 11 befindlichen Ansteuerschaltung verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Spulenanordnungen 4, die einen Spulenkörper 8 aufweisen, auf dem eine Drahtanordnung 9 gewickelt ist, bereits von einem Spulenjoch 5 umgeben. Diese Jochanordnung 5 ist fest mit der Spulenanordnung 4 verbunden. Der Spulenkörper weist im Innern einen Spuleninnenraum 13 auf, in den später die Ventile angeordnet werden.
Der andere Bestandteil des elektrohydraulischen Reglers 1 ist die Hydraulikbaugruppe 3, deren Ventilanordnung 6 zur Kraftübertragung über ein hydraulisches System an eine Betätigungseinheit, beispielsweise zur Bremsbetätigung, dient.
Fig. 2 zeigt die positionierten Komponenten des elektrohydraulischen Reglers 1. Zur exakten Positionierung der Spulenanordnungen 4 bzgl. der Ventilanordnungen 6 werden diese vor dem Anbringen eines Gehäuses auf die Ventilanordnungen 6 gesteckt, so dass der Spuleninnenraum 13, der in Fig. 1 dargestellt ist, von der Ventilanordnung 6 ausgefüllt ist. Hierfür ist es notwendig, dass die Spulenanordnungen 4 entweder einzeln an den Ventilanordnungen 6 positioniert werden oder aber, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, an einer Leiterplatte beweglich vormontiert sind. Die Abmessungen des Spulenzwischenraums 14 ergeben sich erst nach der Positionierung der Spulenanordnung 4 an der Ventilanordnung 6. Die Abmessungen des Spuleninnenraums 13 müssen nur die Toleranzen der einzelnen Ventilanordnungen 6 berücksichtigen. Die Leiterplatte 11 kann vor dieser Positionierung bereits beweglich mit den Spulenanordnungen 4 verbunden sein, oder erst nachträglich an den positionierten Spulenanordnungen 4 angebracht werden. Die Leiterplatte kann bereits mit elektronischen Bauteilen 12 bestückt sein oder nachträglich nach der Positionierung bestückt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt diese Positionierung in einem Verguss- oder Spritzgusswerkzeug, so dass die Positionierung auch während der Gehäuseanbringung erhalten bleibt. Ferner können weitere Positionierungshilfen, wie beispielsweise ein Jochwulst an der Jochanordnung 5 oder Profile im Bereich der Ventilanordnungen 6 an der Hydraulikeinheit vorhanden sein. Ein solcher Aufbau, der die Komponenten der Elektronikbaugruppe 2 vor dem Anbringen eines Gehäuses an der Hydraulikbaugruppe positioniert, hat den Vorteil, dass Aufbautoleranzen, insbesondere die Abstände zwischen zwei Ventilanordnungen 6 individuell mit berücksichtigt werden können.
Fig. 3 zeigt einen gehäusten elektrohydraulischen Regler 1. Die Elektronikbaugruppe 2 und die Hydraulikbaugruppe 3 sind durch eine Vergussmasse 7 formschlüssig miteinander verbunden und mechanisch von äußeren Einwirkungen geschützt. Die Vergussmasse 7 fixiert gleichfalls die Komponenten der Elektronikbaugruppe 2 im elektrohydraulischen Regler 1. Den elektronischen Bauelementen 12 dient die Vergussmasse 7 als Schutz vor Feuchte, mechanischen Einwirkungen und Verschmutzungen. Die Elektronikbaugruppe 2 ist fest mit der Hydraulikbaugruppe 3 verbunden. Die Ventilanordnungen 6, die sich im Spuleninnenraum 13 befinden, können auf und ab bewegt werden. Beim Verguss- oder auch beim Spritzgussverfahren muss dabei beachtet werden, dass im Bereich des Spuleninnenraums 13 keine formschlüssige Verbindung zustande kommt. Werden bei einem solchen elektrohydraulischen Regler 1 die Drahtanordnungen 9, die auf den Spulenkörper 8 gewickelt sind, von Strom durchflossen, so bildet sich ein Magnetfeld aus, das die Ventilanordnung 6 in den Spuleninnenraum 13 zieht bzw. aus dem Spuleninnenraum bewegt. Die Ventilanordnungen 6 weisen keinen Formschluss mit der Vergussmasse auf und können somit in dieser, aufgrund des Magnetfelds der Spulenanordnung 4, bewegt werden. Die Jochanordnung 5, die bereits vor dem Verguss fest mit der Spulenanordnung 4 verbunden wurde, dient zur Führung des magnetischen Feldes. Dadurch wird eine verlustarme Kraftübertragung bewirkt. Die Materialien, die für die einzelnen Komponenten verwendet werden, sind unterschiedlich. Die Ventilanordnungen 6 müssen aus einem magnetisierbaren Material bestehen, wie beispielsweise Eisen. Gleichfalls muss die Jochanordnung 5 magnetische Eigenschaften aufweisen. Der Spulenkörper 8 dagegen ist aus isolierendem Kunststoff. Die Drahtanordnung 9 besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Die Vergussmasse ist aus Kunststoff und weist in diesem Ausführungsbeispiel isolierende und unmagnetische Eigenschaften auf. Anders als im abgebildeten Ausführungsbeispiel kann die Vergussmasse 7 die komplette Jochanordnung 5 umgeben. Die Jochanordnung 5 kann gleichfalls aus einer anderen zweiten Vergussmasse bestehen, die magnetische Eigenschaften aufweist.
Fig. 4 zeigt für ein anderes Ausführungsbeispiel die Einzelkomponenten eines elektrohydraulischen Reglers mit einer separaten Jochanordnung 5, insbesondere einem Jochbügel. Der elektrohydraulische Regler 1 weist eine Elektronikbaugruppe 2 und eine Hydraulikbaugruppe 3 auf. Die Elektronikbaugruppe 2 besteht aus Spulenanordnungen 4 und separaten Jochanordnungen 5. In diesem Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zur Abb. 1 die Jochanordnung 5 nicht fest mit der Spulenanordnung 4 verbunden und muss daher im späteren Verlauf unabhängig von der Spulenanordnung 4 positioniert und fixiert werden. Die Elektronikbaugruppe 2 besteht im wesentlichen aus Spulenanordnungen 4 mit Spulenanschlüssen 10. Die Spulenanordnungen 4 bestehen aus einem Spulenkörper 8, auf dem eine Drahtanordnung 9 gewickelt ist. Der Spulenkörper 8 weist im Innern einen Spuleninnenraum 13 auf, in den später die Ventile angeordnet werden. Der Raum zwischen zwei Spulen wird als Spulenzwischenraum 14 bezeichnet. Auch hier erfolgt die Positionierung der Spulen bzw. der Spulenanordnung 4 direkt an der Hydraulikbaugruppe 3, wie in Fig. 5 dargestellt.
Der andere Bestandteil des elektrohydraulischen Reglers 1 ist die Hydraulikbaugruppe 3, deren Ventilanordnung 6 zur Kraftübertragung über ein hydraulisches System an eine Betätigungseinheit, beispielsweise zur Bremsbetätigung, dient. Ferner weist die Hydraulikbaugruppe Profile 15 auf, z. B. sogenannte Rundschwalben, die nach dem späteren Vergießen der Elektronikbaugruppe 2 zusätzlichen Halt an der Hydraulikbaugruppe 3 geben.
Fig. 5 zeigt einen Zwischenschritt beim Aufbau eines elektrohydraulischen Reglers vor der Fixierung mittels Vergussmasse. Zur exakten Positionierung der Spulenanordnungen 4 und der Jochanordnungen 5 bzgl. der Ventilanordnungen 6 werden diese vor dem Anbringen eines Gehäuses auf die Ventilanordnungen 6 gesteckt, so dass der Spuleninnenraum 13 bzw. der Jochinnenraum, der in Fig. 1 dargestellt ist, von der Ventilanordnung 6 ausgefüllt ist. Hierbei wird in ein Vergieß- oder Spritzgusswerkzeug die Hydraulikbaugruppe 3 oder zumindest deren Ventilanordnung 6 eingelegt. Auf diese Ventilanordnung 6 wird die Spulenanordnung 4 und die Jochanordnung 5 zusammen oder nacheinander aufgesetzt, die als Komponenten der Elektronikbaugruppe 2 zu positionieren sind. Danach werden die Spulenanschlüsse 10 mit der Leiterplatte 11, die weitere elektrische oder elektronische Bauelemente 12 aufweist, verbunden. Dieser Aufbau wird anschließend vergossen. Hierfür eignen sich bereits bekannte Verguss- bzw. Spritzgussverfahren. Die Abmessungen des Spulenzwischenraums 14 ergeben sich erst nach der Positionierung der Spulenanordnung 4 an der Ventilanordnung 6. Die Abmessungen des Spuleninnenraums 13 müssen nur die Toleranzen der einzelnen Ventilanordnungen 6 berücksichtigen. Ferner können weitere Positionierungshilfen, wie beispielsweise ein Jochwulst an der Jochanordnung 5 oder Profile im Bereich der Ventilanordnungen 6 an der Hydraulikeinheit vorhanden sein. Ein solcher Aufbau, der die Komponenten der Elektronikbaugruppe 2 vor dem Anbringen eines Gehäuses an der Hydraulikbaugruppe positioniert, hat den Vorteil, dass Aufbautoleranzen, insbesondere die Abstände zwischen zwei Ventilanordnungen 6 individuell mit berücksichtigt werden können.
Fig. 6 zeigt einen voll funktionsfähigen elektrohydraulischen Regler 1, bei dem die Elektronikbaugruppe 2 formschlüssig mittels Vergussmasse 7 mit der Hydraulikbaugruppe 3 verbunden ist. Auch hier erfüllt die Vergussmasse 7 verschiedene Aufgaben. Zum einen dient sie als wasserdichtes Gehäuse für die Komponenten 4, 5, 11 und 12 der Elektronikbaugruppe 2, das auch vor mechanischen Einwirkungen schützt. Ferner ist die Vergussmasse 7 als Verbindungsmaterial anzusehen, das einerseits die Bestandteile des elektrohydraulischen Reglers 1 fixiert und die Elektronikbaugruppe 2 mit der Hydraulikbaugruppe 3 verbindet. Auch die formgebenden Eigenschaften der Vergussmasse 7 ermöglichen eine exakte Führung der Ventilanordnungen 6 in der Elektronikbaugruppe 2. Zusätzliche Stabilität zwischen der Verbindung von der Hydraulikbaugruppe und der Elektronikverbindung wird durch das Rundschwalbenprofil 15 erzielt. Ansonsten gilt der unter Fig. 3 beschriebene Aufbau.
Prinzipiell werden bei solchen Aufbauten, bei denen zwei oder mehr Baugruppen miteinander verbunden werden müssen und bei denen Komponenten der einen Baugruppe an Komponenten der anderen Baugruppe exakt ausgerichtet werden müssen, folgende Verfahrensschritte benötigt. Zuerst wird die eine Baugruppe, im Ausführungsbeispiel die Hydraulikbaugruppe 3, in einem Vergusswerkzeug angebracht, oder zumindest Teile davon, insbesondere die Ventilanordnungen 6. Danach werden die zu positionierenden Komponenten, insbesondere die einzelnen Spulen oder Spulenanordnungen 4 und die einzelnen Joche bzw. Jochanordnungen 5 der anderen Baugruppe, insbesondere der Elektronikbaugruppe 2 direkt auf den Komponenten der ersten Baugruppe 3 positioniert. Gleichzeitig mit dieser Positionierung oder nachträglich können weitere Komponenten der anderen Baugruppe im Werkzeug angeordnet werden. Vor dem Verguss ist darauf zu achten, dass die beweglichen Komponenten 6 der gesamten Anordnung 1 nicht durch Vergussmasse in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt werden. Ferner können an den zu verbindenden Baugruppen Profile 15 eingearbeitet sein, mit denen die formschlüssige Verbindung verstärkt werden kann. Zum Schluss wird der ganze Aufbau vergossen, wodurch eine Fixierung der positionierten Komponenten erfolgt und zusätzlich ein Gehäuse für einen Teil- oder Gesamtaufbau entsteht.

Claims

1. Elektrohydraulischer Regler (1) für Fahrzeuge, bestehend aus
einer Elektronikbaugruppe (2) mit einer Spulenanordnung (4) und
einer Jochanordnung (5) und
einer Hydraulikbaugruppe (3) mit einer Ventilanordnung (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektronikbaugruppe (2) mit der Hydraulikbaugruppe (3) durch eine Vergussmasse (7) formschlüssig verbunden ist und diese Vergussmasse die Spulenanordnung (4) in der Elektronikbaugruppe (2) fixiert.

2. Elektrohydraulischer Regler (1) für Fahrzeuge nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (7) die Spulenanordnung (4) im elektrohydraulischen Regler (1) fixiert.

3. Elektrohydraulischer Regler (1) für Fahrzeuge nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (7) die Jochanordnung (5) im elektrohydraulischen Regler (1) fixiert.

4. Elektrohydraulischer Regler (1) für Fahrzeuge nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (7) das Gehäuse der Elektronikbaugruppe (2) ausbildet.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektrohydraulischen Reglers (1), bei dem eine Elektronikbaugruppe (2), die eine Spulenanordnung (4) und eine Jochanordnung (5) aufweist mit einer Hydraulikbaugruppe (3), die eine Ventilanordnung (6) aufweist, verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikbaugruppe (3) zusammen mit der Elektronikbaugruppe (2) vergossen wird und dabei die Fixierung der Spulenanordnung (4) in der Elektronikbaugruppe (2) erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines elektrohydraulischen Reglers (1) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bestandteile der Elektronikbaugruppe (2) erst beim Verguss mit der Hydraulikbaugruppe (3) mit einem gemeinsamen Gehäuse versehen werden.