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Die
Erfindung betrifft einen Unterdruckbremskraftverstärker mit
einem Verstärkergehäuse, einer
in dem Verstärkergehäuse angeordneten
beweglichen Wand, die eine erste Kammer von einer zweiten Kammer
trennt und sich bei einer Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers
aus einer Ruhestellung verschiebt, und einer Einrichtung zur Erzeugung
eines eine Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers
anzeigenden elektrischen Signals.
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Zur
Ansteuerung der Bremswarnleuchten eines Kraftfahrzeugs wird derzeit üblicherweise
ein elektromechanischer Schalter eingesetzt, der eine Betätigung eines
Bremspedals der Fahrzeugbremsanlage durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs
erfasst. Dieser elektromechanische Schalter ist als separates Bauteil
ausgebildet und im Fußraum
des Fahrzeugs angebracht. Um eine ordnungsgemäße Funktion des Schalters und
somit auch der Bremswarnleuchten zu gewährleisten, muss der Schalter
in einer festgelegten Position entweder am Bremspedal oder relativ
zu dem Bremspedal montiert und in dieser Position justiert werden.
Derartige nach dem Einbau der Pedalerie durchzuführende Montage- und Justierungsarbeiten
sind relativ schwierig und zeitaufwändig, da der Fußraum des
Kraftfahrzeugs im allgemeinen schwer zugänglich ist.
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Die
DE 198 22 010 C1 schlägt daher
vor, ein von einer in einen Unterdruckbremskraftverstärker integrierten
Einrichtung erzeugtes und eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärker anzeigendes
Signal zur Ansteuerung der Bremswarnleuchten des Kraftfahrzeugs
zu nutzen. Die in diesem Dokument beschriebene Signalerzeugungseinrichtung umfasst
ein von außen
abgedichtet durch eine Wand eines Verstärkergehäuses geführtes Rohr, das sich durch
eine Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers erstreckt und eine die
Unterdruckkammer von einer Arbeitskammer trennende bewegliche Wand
abgedichtet durchsetzt. In dem Rohr ist ein axial verschiebbarer
Stößel angeordnet,
der mit einem Stößelkopf
aus einem im Inneren des Verstärkergehäuses angeordneten
Ende der Rohrs ragt. Ein mit dem Stößelkopf zusammenwirkendes Federelement stützt sich
in einer Ruhestellung des Unterdruckbremskraftverstärkers an
der beweglichen Wand ab, wobei der Stößel federnd in Richtung auf
das Federelement vorgespannt ist. Bei einer Verschiebung der beweglichen
Wand infolge einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers übt das Federelement eine
Kraft auf den Stößelkopf
aus, wodurch der Stößel entgegen
seiner federnden Vorspannung axial verschoben wird und einen elektrischen
Schaltmechanismus betätigt.
Eine derartige Signalerzeugungseinrichtung ist jedoch relativ kompliziert
aufgebaut und erfordert einen hohen Herstellungs- und Montageaufwand.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruckbremskraftverstärker mit
einer integrierten Signalerzeugungseinrichtung bereitzustellen,
die verhältnismäßig einfach
und einbauraumsparend aufgebaut ist und zuverlässig ein eine Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers
anzeigendes elektrisches Signal erzeugt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung vor, einen Unterdruckbremskraftverstärker mit einer
Einrichtung zur Erzeugung eines eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigenden
elektrischen Signals auszustatten, die eine ortsfest in einem Verstärkergehäuse angeordnete Messwerterfassungseinrichtung
sowie ein gemeinsam mit der beweglichen Wand berührungslos relativ zu der Messwerterfassungseinrichtung
verschiebbares scheibenförmiges
Messglied umfasst. Die einbauraumsparend im Inneren des Verstärkergehäuses angeordnete
Messwerterfassungseinrichtung erzeugt in Reaktion auf die Erfassung
einer Verschiebung des scheibenförmigen
Messglieds relativ zu der Messwerterfassungseinrichtung ein eine
Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers
anzeigendes elektrisches Signal. Die Signalerzeugungseinrichtung
ist verhältnismäßig einfach
aufgebaut und ermöglicht
daher Kosteneinsparungen bei der Herstellung und der Montage.
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Das
von der Messwerterfassungseinrichtung erzeugte elektrische Signal
kann an eine elektronische Steuereinheit weitergeleitet werden und
beispielsweise zur Ansteuerung der Bremswarnleuchten des Fahrzeugs
dienen. Dadurch kann auf die zeit- und kostenaufwändige Montage
und Justierung des bisher üblichen,
eine Betätigung
des Bremspedals erfassenden elektromagnetischen Schalters im Fußraum des
Fahrzeugs verzichtet werden. Darüber
hinaus kann das von der Messwerterfassungseinrichtung erzeugte und
den Betätigungszustand
der Fahrzeugbremsanlage und insbesondere des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigende
Signal auch für
weitere von der elektronischen Steuereinheit auszuführende Steuerfunktionen
genutzt werden.
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Vorzugsweise
ist das scheibenförmige Messglied
ein Magnetelement und die Messwerterfassungseinrichtung ein Hallsensor.
Der Hallsensor ist dazu in der Lage, eine Verschiebung des Magnetelements
besonders präzise
und zuverlässig
zu erfassen. Darüber
hinaus kann der Hallsensor nicht nur zur Erzeugung eines eine Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers
anzeigenden Signals sondern auch zur Erzeugung eines wegabhängigen, für das „Ausmaß" der Betätigung der
Fahrzeugbremsan lage durch den Fahrer charakteristischen Signals
eingesetzt werden, das der elektronische Steuereinheit zugeführt und
zur Steuerung der Fahrzeugbremsanlage genutzt werden kann.
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Vorzugsweise
sind die Messwerterfassungseinrichtung sowie zumindest ein Abschnitt
eines Anschlusssteckers zur Herstellung einer elektrischen Verbindung
mit der Messwerterfassungseinrichtung in einem Sensorgehäuse angeordnet,
das abgedichtet durch eine in einer Verstärkergehäusewand ausgebildete Bohrung
sowie die bewegliche Wand geführt
ist. Das Sensorgehäuse
kann hohlzylindrisch geformt und beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil
ausgebildet sein. Vorzugsweise ragt das Sensorgehäuse aus
dem Verstärkergehäuse heraus
und weist ein zur Atmosphäre
hin offenes Ende auf. Zur Abdichtung des Sensorgehäuses gegenüber der
Verstärkergehäusewand
bzw. gegenüber
der beweglichen Wand können
entsprechende Dichtelemente vorgesehen werden, die mit der Verstärkergehäusewand
bzw. mit der beweglichen Wand verbunden sind und mit einem Außenumfang
des Sensorgehäuses
zusammenwirken.
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Die
Messwerterfassungseinrichtung kann einen im wesentlichen zylindrischen
Kunststoffkörper aufweisen,
in den ein Messwertaufnehmer, beispielsweise ein Hallsensorkopf,
Leiterbahnen sowie an die Leiterbahnen angeschlossene Steckverbindungen zur
elektrischen Verbindung der Messwerterfassungseinrichtung mit dem
Anschlussstecker eingebettet sind. Der Anschlussstecker kann ebenfalls
einen Kunststoffkörper
mit darin eingebetteten Leiterbahnen umfassen, wobei die Leiterbahnen
an beiden Enden des Kunststoffkörpers
aus dem Kunststoffkörper
herausragen. Der Messwerterfassungseinrichtung zugewandte Enden
der Leiterbahnen können dann
zur Herstellung eines elektrischen Kontakts in die an der Messwerterfassungseinrichtung
ausgebildeten Steckverbindungen eintauchen, während von der Messwerterfassungseinrichtung
abgewandte Enden der Leiterbahnen zur Verbindung mit einem Kabelstecker
vorgesehen sein können.
An seinem von der Messwerterfassungseinrichtung abgewandten Ende
kann der Anschlussstecker einen hohlzylindrisch ausgeführten Abschnitt
zur Aufnahme des Kabelsteckers aufweisen. Zur Abdichtung des Sensorgehäuses gegen
die Umgebung ist vorzugsweise ein weiteres Dichtelement vorhanden,
das mit einem Innenumfang des Sensorgehäuses sowie einem Außenumfang
des Anschlusssteckerkörpers
zusammenwirkt. Die im Inneren des Sensorgehäuses angeordnete Messwerterfassungseinrichtung
ist dann aufgrund ihrer Einbaulage gut gegen äußere Einflüsse, wie z.B. Feuchtigkeit
oder Verschmutzung geschützt, was
die Zuverlässigkeit
und Genauigkeit der Messwertaufnahme erhöht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist
das scheibenförmige
Messglied in Form einer Ringscheibe ausgebildet, die von der Messwerterfassungseinrichtung
durchsetzt und federnd gegen die bewegliche Wand vorgespannt ist.
Der in der Messwerterfassungseinrichtung vorgesehene Messwertaufnehmer
ist dann vorzugsweise am Außenumfang der
Messwerterfassungseinrichtung angeordnet. Zur Erzeugung der auf
das ringscheibenförmige
Messglied wirkenden federnden Vorspannung kann ein Federelement
vorgesehen sein, dessen Enden sich an einer Verstärkergehäusewand
bzw. an dem ringscheibenförmigen
Messglied abstützen.
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Bei
einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers
verschiebt sich das ringscheibenförmige Messglied synchron mit
der beweglichen Wand und wird somit über den in der ortsfest in
dem Verstärkergehäuse angeordneten
Messwerterfassungseinrichtung vorgesehenen Messwertaufnehmer hinweggeführt. In
Reaktion auf die Erfassung der Verschiebung des ringscheibenförmigen Messglieds
relativ zu dem ortsfesten Messwertaufnehmer erzeugt die Messwerterfassungseinrichtung
das gewünschte elektrische
Betätigungssignal.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist
das scheibenförmige
Messglied gegenüber einer
von dem Anschlussstecker abgewandten Stirnfläche der Messwerterfassungseinrichtung
angeordnet und federnd gegen die bewegliche Wand vorgespannt. Der
in der Messwerterfassungseinrichtung vorgesehene Messwertaufnehmer
ist dann vorzugsweise an der von dem Anschlussstecker abgewandten
Stirnfläche
der Messwerterfassungseinrichtung angeordnet. Das scheibenförmige Messglied
kann beispielsweise in einem topfförmigen Halteelement aufgenommen
sein, das einen radial nach außen
ragenden Flanschabschnitt aufweist. Zur Erzeugung der auf das scheibenförmige Messglied
wirkenden federnden Vorspannung kann dann ein Federelement vorgesehen
sein, dessen Enden sich an einer Verstärkergehäusewand bzw. an dem an dem
Halteelement ausgebildeten radial nach außen ragenden Flanschabschnitt
abstützen.
Die Messwerterfassungseinrichtung kann so positioniert sein, dass
ein dem scheibenförmigen
Messglied zugewandter Endabschnitt der Messwerterfassungseinrichtung
in das topfförmige
Halteelement ragt.
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Bei
einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers
verschiebt sich das scheibenförmige Messglied
synchron mit der beweglichen Wand und wird somit auf den in der
ortsfest in dem Verstärkergehäuse angeordneten
Messwerterfassungseinrichtung vorgesehenen Messwertaufnehmer zu
bewegt. Die Messwerterfassungseinrichtung erzeugt daraufhin in Reaktion
auf die Erfassung der Verschiebung des scheibenförmigen Messglieds relativ zu
dem ortsfesten Messwertaufnehmer das gewünschte elektrische Betätigungssignal.
Die Ausgestaltung der Signalerzeugungseinrichtung mit einem gegenüber einer
von dem Anschlussstecker abgewandten Stirnfläche der Messwerterfassungseinrichtung
angeordneten scheibenförmigen
Messglied weist die Vorteile auf, dass sie eine besonders genaue
Messwertaufnahme ermöglicht
und dass das von der Messwerterfassungseinrichtung erzeugte elektrische
Signal keiner direkten elektronischen Nachbearbeitung bedarf. Aus
diesem Grund kann auf die Bereitstellung einer der Messwerterfassungseinrichtung
nachgeschalteten, Kosten verursachenden und Einbauraum in Anspruch
nehmenden Elektronikeinheit zur Signalaufbereitung verzichtet werden.
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In
Abhängigkeit
der gewählten
Ausgangspositionen der Messwerterfassungseinrichtung und des scheibenförmigen Messglieds
relativ zueinander kann das scheibenförmige Messglied bei einer entsprechenden
Verschiebung der beweglichen Wand in Anlage an die dem scheibenförmigen Messglied
zugewandte Stirnfläche
der Messwerterfassungseinrichtung bzw. des Sensorgehäuses geraten.
Das scheibenförmige
Messglied wird dann in der durch die Position der Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung bzw. des Sensorgehäuses festgelegten Stellung
gehalten und nicht weiter mit der beweglichen Wand relativ zu der
Messwerterfassungseinrichtung verschoben. Der in hier verwendete
Begriff „berührungslos" bezeichnet demnach
die Art der Verschiebung des scheibenförmigen Messglieds relativ zu
der Messwerterfassungseinrichtung. Mit anderen Worten, solange das
scheibenförmige
Messglied relativ zu der Messwerterfassungseinrichtung verschoben
wird, besteht kein direkter Kontakt zwischen dem scheibenförmigen Messglied
und der Messwerterfassungseinrichtung.
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Um
eine ordnungsgemäße Funktion
der Signalerzeugungseinrichtung zu gewährleisten, ist vorzugsweise
eine Vorrichtung zur Justierung der Position der Messwerterfassungseinrichtung
und damit des Messwertaufnehmers relativ zu dem scheibenförmigen Messglied
vorgesehen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Messwerterfassungseinrichtung federnd in Richtung
auf den Anschlussstecker vorgespannt. Zur Erzeugung der auf die
Messwerterfassungseinrichtung wirkenden federnden Vorspannung kann
ein Federelement vorgesehen sein, dessen Enden sich an einer inneren
Stirnfläche
des Sensorgehäuses
bzw. an der von dem Anschlussstecker abgewandten Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung abstützen. Zur Justierung der Position
der Messwerterfassungseinrichtung relativ zu dem scheibenförmigen Messglied kann
zwischen dem Anschlussstecker und einer dem Anschlussstecker zugewandten
Stirnfläche
der Messwerterfassungseinrichtung ein Distanzelement angeordnet
sein. Durch den Einsatz von Distanzelementen mit verschiedenen Dicken
kann die Messwerterfassungseinrichtung bzw. der in der Messwerterfassungseinrichtung
vorgesehene Messwertaufnehmer auf einfache Art und Weise wie gewünscht relativ
zu dem scheibenförmigen
Messglied positioniert werden. Es versteht sich, dass auch mehrere Distanzelement
zwischen dem Anschlussstecker und der dem Anschlussstecker zugewandten
Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung angeordnet werden können, um
die Messwerterfassungseinrichtung und damit den Messwertaufnehmer
in die gewünschte
Relativposition zu dem scheibenförmigen
Messglied zu bringen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Messwerterfassungseinrichtung an ihrem dem
Anschlussstecker zugewandten Ende einen hohlzylindrisch ausgebildeten
Abschnitt auf, der einen zylindrischen Fortsatz des Anschlusssteckers aufnimmt.
Der hohlzylindrische Abschnitt der Messwerterfassungseinrichtung
kann mit einem Innengewinde versehenen sein, das mit einem an einem
zylindrischen Fortsatz des Anschlusssteckers ausgebildeten Außengewinde
zusammenwirkt. Alternativ dazu ist es auch möglich, an dem Anschlussstecker an
dessen der Messwerterfassungseinrichtung zugewandtem Ende einen
hohlzylindrischen, mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt vorzusehen, der
einen zylindrischen mit einem Außengewinde versehenen Fortsatz
der Messwerterfassungseinrichtung aufnimmt. Zur Justierung der Position
der Messwerterfassungseinrichtung bzw. des Messwertaufnehmer relativ
zu dem scheibenförmigen
Messglied kann die Messwerterfassungseinrichtung soweit wie gewünscht mit
dem Anschlussstecker verschraubt werden. Eine derartige Ausgestaltung
hat den Vorteil, dass auf die Anordnung von Distanzelementen zwischen
dem Anschlussstecker und der dem Anschlussstecker zugewandten Stirnfläche der Messwerterfassungseinrichtung
sowie auf ein Federelement zum Aufbringen einer federnden Vorspannung
auf die Messwerterfassungseinrichtung verzichtet werden kann.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers ist
an dem zylindrischen Fortsatz des Anschlusssteckers eine Verstemmnut
ausgebildet. Bei der Montage kann der hohlzylindrisch ausgebildete Abschnitt
der Messwerterfassungseinrichtung soweit auf den zylindrischen Fortsatz
des Anschlusssteckers geschoben werden, dass die Messwerterfassungseinrichtung
und damit der Messwertaufnehmer im eingebauten Zustand wie gewünscht relativ
zu dem scheibenförmigen
Messglied positioniert ist. Anschließend kann der hohlzylindrisch
ausgebildete Abschnitt der Messwerterfassungseinrichtung durch plastische
Ver formung im Bereich der an dem Fortsatz des Anschlusssteckers
ausgebildeten Verstemmnut formschlüssig mit dem zylindrischen
Fortsatz des Anschlusssteckers verbunden werden. Alternativ dazu
ist es auch möglich,
an dem Anschlussstecker an dessen der Messwerterfassungseinrichtung
zugewandtem Ende einen hohlzylindrischen Abschnitt vorzusehen, der
einen an der Messwerterfassungseinrichtung ausgebildeten und mit
einer Verstemmnut versehenen zylindrischen Fortsatz aufnimmt. Der
hohlzylindrische Abschnitt des Anschlusssteckers kann dann durch
plastische Verformung im Bereich der an dem Fortsatz der Messwerterfassungseinrichtung
ausgebildeten Verstemmnut in der gewünschten Position formschlüssig mit
dem zylindrischen Fortsatz der Messwerterfassungseinrichtung verbunden
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Messwerterfassungseinrichtung und der Anschlussstecker
einstückig
ausgebildet. Dadurch kann auf beispielsweise an der Messwerterfassungseinrichtung
ausgebildete Steckverbindungen zur elektrischen Verbindung der Leiterbahnen
der Messwerterfassungseinrichtung mit den Leiterbahnen des Anschlusssteckers
verzichtet werden. Zur Justierung der Position der Messwerterfassungseinrichtung
bzw. des Messwertaufnehmers relativ zu dem scheibenförmigen Messglied
ist vorzugsweise eine an einem Innenumfang des Sensorgehäuses ausgebildete
Rastvorrichtung vorgesehen, die mit einer an einem Außenumfang
des Anschlusssteckers ausgebildeten komplementären Rastvorrichtung zusammenwirkt.
Eine derartige Rastverbindung ermöglicht eine rasche und unkomplizierte Montage
des einstückig
mit der Messwerterfassungseinrichtung ausgebildeten Anschlusssteckers in
dem Sensorgehäuse.
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Die
am Innenumfang des Sensorgehäuses ausgebildete
Rastvorrichtung kann beispielsweise in Form mehrer äquidistanter
radial nach innen ragender Rastringsegmente gestaltet sein. Als
komplementäre
Rastvorrichtung ist dann am Außenumfang des
Anschlusssteckers vorzugsweise eine Verzahnung ausgebildet, die
in der gewünschten
Position mit den Rastringsegmenten des Sensorgehäuses in Eingriff gebracht werden
kann. Die Rastringsegmente des Sensorgehäuses sind dabei vorzugsweise
so gestaltet, dass sie sich beim Einschieben des Anschlusssteckers
in das Sensorgehäuse
elastisch radial nach außen
verformen, bis der Anschlussstecker an die gewünschte Position gebracht ist
und die Rastringsegmente mit der an dem Anschlussstecker ausgebildeten
Verzahnung in Eingriff geraten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die am Außenumfang
des Anschlusssteckers vorgesehene Verzahnung als Gewinde ausgebildet.
Der Anschlussstecker kann dann zur Grobpositionierung zunächst in
das Sensorgehäuse
eingeschoben und die Rastringsegmente des Sensorgehäuses mit
der am Anschlussstecker vorgesehe nen Verzahnung verrastet werden.
Anschließend
kann durch Drehen des Anschlusssteckers in dem Sensorgehäuse eine
Feineinstellung der Position des Anschlusssteckers und somit auch
des Messwertaufnehmers der Messwerterfassungseinrichtung relativ zu
dem scheibenförmigen
Messglied erfolgen.
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Zur
Fixierung der Rastverbindung ist vorzugsweise ein Fixierring vorgesehen,
der nach der Positionierung des Anschlusssteckers in dem Sensorgehäuse auf
den Außenumfang
des Sensorgehäuses
in eine Position über
den Rastringsegmenten geschoben wird. Durch den Fixierring wird
eine weitere elastische Verformung der Rastringsegmente verhindert
und somit eine zuverlässige
Fixierung der Rastverbindung ermöglicht.
Zur Befestigung des Fixierrings am Außenumfang des Sensorgehäuses können am
Außenumfang
des Sensorgehäuses mehrere äquidistante
radial nach außen
ragende Haltesegmente vorgesehen sein. Diese Haltesegmente werden
beim Aufschieben des Fixierrings auf den Außenumfang des Sensorgehäuses elastisch verformt.
Wenn sich der Fixierring in der gewünschten Position über den
Rastringsegmenten befindet, wirken die Haltesegmente mit einer Stirnfläche des Fixierrings
zusammen und halten den Fixierring somit in seiner Position über den
Rastringsegmenten.
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Vorzugsweise
sind in der Messwerterfassungseinrichtung vorgesehene Leiterbahnen
als Federkontakte ausgebildet, die federnd mit entsprechenden Leiterbahnen
des Anschlusssteckers zusammenwirken. Dadurch kann eine besonders
einfache und kostengünstige
Steckverbindung zur elektrischen Verbindung der Messwerterfassungseinrichtung
mit dem Anschlussstecker realisiert werden.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers werden
im folgenden anhand der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher
erläutert,
von denen
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1 einen
relevanten Teilbereich eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers mit
einer Einrichtung zur Erzeugung eines eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigenden
elektrischen Signals im Längsschnitt
zeigt,
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2 einen
relevanten Teilbereich eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers mit
einer Einrichtung zur Erzeugung eines eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigenden
elektrischen Signals im Längsschnitt
zeigt,
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2a einen
Detailausschnitt des in der 2 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers in
vergrößerter Darstellung
zeigt,
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2b eine
Querschnittsansicht des in der 2 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers zeigt,
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3 einen
relevanten Teilbereich eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers mit
einer Einrichtung zur Erzeugung eines eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigenden
elektrischen Signals im Längsschnitt
zeigt, und
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4 einen
relevanten Teilbereich eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Unterdruckbremskraftverstärkers mit
einer Einrichtung zur Erzeugung eines eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigenden
elektrischen Signals im Längsschnitt
zeigt.
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In 1 ist
ein allgemein mit 10 bezeichneter, hier in Tandembauweise
ausgeführter
Unterdruckbremskraftverstärker
für eine
hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage im Längsschnitt dargestellt. Der
Unterdruckbremskraftverstärker 10 umfasst
ein Verstärkergehäuse 12,
in dem zwei bewegliche Wände 14, 16 angeordnet
sind. Die erste bewegliche Wand 14 trennt eine erste Kammer 18 von einer
zweiten Kammer 20 und die zweite bewegliche Wand 16 trennt
eine dritte Kammer 22 von einer vierten Kammer 24.
Eine ebenfalls in dem Verstärkergehäuse angeordnete
starre Zwischenwand 26 trennt eine erste Einheit des Unterdruckbremskraftverstärkers 10,
die durch die erste Kammer 18, die erste bewegliche Wand 14 und
die zweite Kammer 20 gebildet ist, von einer durch die
dritte Kammer 22, die zweite bewegliche Wand 16 und
die vierte Kammer 24 gebildeten zweiten Einheit des Unterdruckbremskraftverstärkers 10.
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In
dem gezeigten Beispiel sind die erste und dritte Kammer 18, 22 als
Unterdruckkammern ausgeführt,
die im Betrieb des Unterdruckbremskraftverstärker 10 ständig mit
einer Unterdruckquelle in Verbindung stehen. Die zweite und die
vierte Kammer 20, 24 sind dagegen als Arbeitskammern
ausgebildet, die im Betrieb des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 wahlweise
mit der Unterdruckquelle oder mit der Außenatmosphäre (oder einer Überdruckquelle) verbindbar
sind. Die Verbindung der Arbeitskammern mit der Außenatmosphäre (oder
der Überdruckquelle)
wird mittels eines in der Zeichnung nur unvollständig dargestellten Steuerventils 27 gesteuert,
das bei einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 Atmosphärendruck
(oder Überdruck)
in die zuvor evakuierten Arbeitskammern einströmen lässt. Die daraufhin entstehende
Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18, 20 bzw.
der dritten und der vierten Kammer 22, 24 führt zu einer Verschiebung
der beweglichen Wände 14, 16 aus
der in 1 gezeigten Ruhestellung in Betätigungsrichtung,
d.h. in 1 nach links und zur Übertragung
einer entsprechenden Kraft auf ein Ausgangsglied 28 des
Unterdruckbremskraftverstärkers 10,
welches die Kraft an einen nicht dargestellten hydraulischen Hauptbremszylinder
abgibt.
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Der
Unterdruckbremskraftverstärker 10 ist mit
einer Einrichtung 30 zur Erzeugung eines die Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers 10 anzeigenden
elektrischen Signals ausgestattet. Die Einrichtung 30 umfasst
ein zylindrisches Sensorgehäuse 32,
das von außen
durch eine in einer Verstärkergehäusewand 34 ausgebildete
Bohrung 36 in das Verstärkergehäuse 12 geführt und
ortsfest in dem Verstärkergehäuse 12 angeordnet
ist. Das Sensorgehäuse 32 weist
ein erstes zur Atmosphäre
hin offenes Ende auf, erstreckt sich durch die erste Kammer 18 und
durchsetzt mit einem zweiten gegenüberliegenden Ende die erste
bewegliche Wand 14. Zur Abdichtung des Sensorgehäuses 32 gegenüber der Verstärkergehäusewand 34 bzw.
gegenüber
der ersten beweglichen Wand 14 sind Dichtelemente 38, 40 vorgesehen,
die mit der Verstärkergehäusewand 34 bzw.
mit der ersten beweglichen Wand 14 verbunden sind und mit
einem Außenumfang
des Sensorgehäuses 32 zusammenwirken.
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In
dem Sensorgehäuse 32 ist
eine als Hallsensoranordnung ausgebildete Messwerterfassungseinrichtung 42 angeordnet,
die einen im wesentlichen zylindrischen Kunststoffkörper 44 umfasst,
in den ein als Hallsensorkopf ausgebildeter Messwertaufnehmer 46,
Leiterbahnen 48 sowie an die Leiterbahnen 48 angeschlossene
Steckverbindungen 50 zur elektrischen Verbindung der Messwerterfassungseinrichtung 42 mit
einem in das Sensorgehäuse 32 hineinragenden
Anschlussstecker 52 eingebettet sind. Der Anschlussstecker 52 umfasst ebenfalls
einen Kunststoffkörper 54 mit
darin eingebetteten Leiterbahnen 56, wobei die Leiterbahnen 56 an
beiden Enden des Kunststoffkörpers 54 aus
dem Kunststoffkörper 54 herausragen.
Der Messwerterfassungseinrichtung 42 zugewandte Enden der
Leiterbahnen 56 tauchen zur Herstellung eines elektrischen
Kontakts in die an der Messwerterfassungseinrichtung 42 ausgebildeten
Steckverbindungen 50 ein, während von der Messwerterfassungseinrichtung 42 abgewandte
Enden der Leiterbahnen 56 zur Verbindung mit einem nicht
gezeigten Kabelstecker vorgesehen sind. Zur Aufnahme des Kabelsteckers weist
der Anschlussstecker 52 an seinem von der Messwerterfassungseinrichtung 42 abgewand ten Ende
einen hohlzylindrisch ausgeführten
Abschnitt 58 auf. Zur Abdichtung des Sensorgehäuses 32 gegen
die Umgebung ist ein weiteres Dichtelement 60 vorhanden,
das mit einem Innenumfang des Sensorgehäuses 32 sowie einem
Außenumfang
des Anschlusssteckerkörpers 54 zusammenwirkt.
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Ein
in Form einer Ringscheibe ausgebildetes Messglied 62 aus
magnetischem Material ist radial außerhalb des Sensorgehäuses 32 angeordnet
und wird durch die Kraft einer ersten Feder 64, deren Enden
sich an der starren Zwischenwand 26 bzw. an dem ringscheibenförmigen Messglied 62 abstützen, gegen
die erste bewegliche Wand 14 gedrängt.
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Um
eine ordnungsgemäße Funktion
der Signalerzeugungseinrichtung 30 zu gewährleisten,
ist eine möglichst
exakte Positionierung der Messwerterfassungseinrichtung 42 bzw.
des am Außenumfang
der Messwerterfassungseinrichtung 42 angeordneten Messwertaufnehmers 46 relativ
zu dem ringscheibenförmigen
Messglied 62 erforderlich. Zu diesem Zweck ist ein Distanzelement 66 zwischen
einem an dem Anschlussstecker 52 zylindrischen Fortsatz 68 und
einer dem Anschlussstecker 52 zugewandten Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung 42 angeordnet. Radial außen ist
das Distanzelement 66 von einem hohlzylindrischen Anschnitt 70 der
Messwerterfassungseinrichtung 42 umgeben, der auch einen
Teilbereich des an dem Anschlussstecker 52 ausgebildeten
zylindrischen Fortsatzes 68 umgibt. Zur Festlegung der
Position der Messwerterfassungseinrichtung 42 in dem Sensorgehäuse 32 ist die
Messwerterfassungseinrichtung 42 mittels einer zweiten
Feder 72, deren Enden sich an einer inneren Stirnfläche des
Sensorgehäuses 32 bzw.
an einer von dem Anschlussstecker 52 abgewandten Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung 42 abstützen federnd in Richtung auf
den Anschlussstecker 52 vorgespannt.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der in 1 gezeigten
Einrichtung 30 zur Erzeugung eines die Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers 10 anzeigenden
elektrischen Signals erläutert.
Bei einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 verschiebt
sich die erste bewegliche Wand 14 infolge der sich zwischen
der ersten und der zweiten Kammer 18, 20 aufbauenden
Druckdifferenz in Betätigungsrichtung,
d.h. in 1 nach links. Dadurch verschiebt
sich auch das federnd gegen die erste bewegliche Wand 14 vorgespannte
ringscheibenförmige
Messglied 62 nach links und wird somit über den Messwertaufnehmer 46 der
Messwerterfassungseinrichtung 42 hinweggeführt. In
Reaktion auf die Erfassung der Verschiebung des ringscheibenförmigen Messglieds 62 relativ
zu dem ortsfesten Messwertaufnehmer 46 er zeugt die Messwerterfassungseinrichtung 42 ein
elektrisches Signal, das eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 anzeigt.
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Die 2 bis 4 zeigen
jeweils Unterdruckbremskraftverstärker 10, die mit abgewandelten
Ausführungsformen
der Einrichtung 30 zur Erzeugung eines die Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers 10 anzeigenden
elektrischen Signals ausgestattet sind.
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In 2 sind
die Messwerterfassungseinrichtung 42 und der Anschlussstecker 52 einstückig ausgebildet,
so dass auf die in 1 gezeigten an der Messwerterfassungseinrichtung 42 ausgebildeten
Steckverbindungen 50 zur elektrischen Verbindung der Messwerterfassungseinrichtung 42 mit
dem Anschlussstecker 52 verzichtet werden kann. Der Messwertaufnehmer 46 der
Messwerterfassungseinrichtung 42 ist am Außenumfang
eines Fortsatzes 74 angeordnet, der an einem von dem Anschlussstecker 52 abgewandten
Ende der Messwerterfassungseinrichtung 42 ausgebildet ist.
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Zur
Justierung der Position der Messwerterfassungseinrichtung 42 bzw.
des Messwertaufnehmers 46 relativ zu dem ringsscheibenförmigen Messglied 62 sind
an einem Innenumfang eines außerhalb des
Verstärkergehäuses 12 liegenden
Abschnitts des Sensorgehäuses 32 drei äquidistante
radial nach innen ragende Rastringsegmente 76 ausgebildet.
Ein gegenüberliegender
Abschnitt des Anschlusssteckers 52 ist an seinem Außenumfang
mit einer Verzahnung 78 versehen, die, wie in 2a gezeigt,
mit den Rastringsegmenten 76 des Sensorgehäuses 32 in
Eingriff gebracht werden kann. Die Rastringsegmente 76 des
Sensorgehäuses 32 sind
so gestaltet, dass sie sich beim Einschieben des Anschlusssteckers 52 in
das Sensorgehäuse 32 elastisch
radial nach außen
verformen, bis der Anschlussstecker 52 an die gewünschte Position
gebracht ist und die Rastringsegmente 76 mit der an dem
Anschlussstecker 52 ausgebildeten Verzahnung 78 in
Eingriff geraten.
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Zur
Fixierung der Rastverbindung ist ein Fixierring 80 vorgesehen,
der nach der Positionierung des Anschlusssteckers 52 in
dem Sensorgehäuse 32 auf
den Außenumfang
des Sensorgehäuses 32 in eine
Position über
den Rastringsegmenten 76 geschoben wird. Wie am besten
in 2b zur erkennen ist, sind zur Befestigung des
Fixierrings 80 am Außenumfang
des Sensorgehäuses 32 drei äquidistante
radial nach außen
ragende Haltesegmente 82 vorgesehen. Diese Haltesegmente 82 werden
beim Aufschieben des Fixierrings 80 auf den Außenumfang des
Sensorgehäuses 32 elastisch
verformt und wirken mit einer Stirnfläche des Fixierrings 80 zusammen,
wenn sich der Fixierring 80 in der gewünschten Position über den
Rastringsegmenten 76 befindet.
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Im übrigen entspricht
die Funktionsweise der in 2 gezeigten
Signalerzeugungseinrichtung 30 mit der Funktionsweise der
in 1 gezeigten Signalerzeugungseinrichtung 30 überein.
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Die
in 3 gezeigte Ausführungsform einer Signalerzeugungseinrichtung 30 unterscheidet
sich von der in 1 gezeigten dadurch, dass das
Messglied 62 scheibenförmig
ausgebildet und gegenüber von
dem Messwertaufnehmer 46 angeordnet ist, der an einer von
dem Anschlussstecker 52 abgewandten Stirnfläche der
Messwerterfassungseinrichtung 42 positioniert ist. Das
scheibenförmige
Messglied 62 ist in einem topfförmigen Halteelement 84 aufgenommen,
das einen radial nach außen
ragenden Flanschabschnitt aufweist. Zur Erzeugung einer auf das scheibenförmige Messglied 62 wirkenden
federnden Vorspannung stützen
sich die Enden der ersten Feder 64 an der starren Zwischenwand 26 bzw.
an dem an dem Halteelement 84 ausgebildeten radial nach außen ragenden
Flanschabschnitt 86 ab. Ein von dem Anschlussstecker 52 abgewandetes
Ende der Messwerterfassungseinrichtung 42 ragt durch ein
offenes Ende des Sensorgehäuses 32 in
das topfförmige
Halteelement 84.
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Darüber hinaus
ist an dem zylindrischen Fortsatz 68 des Anschlusssteckers 52 eine
Verstemmnut 88 ausgebildet. Bei der Montage kann der hohlzylindrisch
ausgebildete Abschnitt 70 der Messwerterfassungseinrichtung 42 soweit
auf den zylindrischen Fortsatz 48 des Anschlusssteckers 52 geschoben
werden, dass die Messwerterfassungseinrichtung 42 und damit
der Messwertaufnehmer 46 im eingebauten Zustand wie gewünscht relativ
zu dem scheibenförmigen
Messglied 62 positioniert ist. Anschließend kann der hohlzylindrisch
ausgebildete Abschnitt 70 der Messwerterfassungseinrichtung 42 durch
plastische Verformung im Bereich der Verstemmnut 88 formschlüssig mit
dem zylindrischen Fortsatz 68 des Anschlusssteckers 52 verbunden werden.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der in 3 gezeigten
Einrichtung 30 zur Erzeugung eines die Betätigung des
Unterdruckbremskraftverstärkers 10 anzeigenden
elektrischen Signals erläutert.
Bei einer Betätigung
des Unterdruckbremskraftverstärkers 10 verschieben
sich das scheibenförmige
Messglied 62 und das topfförmige Halteelement 84 gemeinsam mit
der ersten beweglichen Wand 14 in Betätigungsrichtung, d.h. in 3 nach
links. Das scheibenförmige
Messglied 62 wird somit auf den ortsfesten Messwertaufnehmer 46 der
Messwerterfassungseinrichtung 42 zu bewegt, woraufhin die
Messwerterfassungseinrichtung 46 in Reaktion auf die Erfassung der
Verschiebung des Messglieds 62 relativ zu dem ortsfesten
Messwertaufnehmer 46 ein eine Betätigung des Unterdruckbremskraftverstärkers anzeigendes
elektrisches Signal erzeugt.
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Die
in 4 gezeigte Ausführungsform einer Signalerzeugungseinrichtung 30 unterscheidet
sich von der in 3 gezeigten dadurch, die in
der Messwerterfassungseinrichtung 42 vorgesehene Leiterbahnen 48 als
Federkontakte ausgebildet sind, die federnd mit den Leiterbahnen 56 des
Anschlusssteckers 52 zusammenwirken. Dadurch entsteht eine einfache
und kostengünstige
Steckverbindung zur elektrischen Verbindung der Messwerterfassungseinrichtung 42 mit
dem Anschlussstecker 52.
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Im übrigen entspricht
die Funktionsweise der in 4 gezeigten
Signalerzeugungseinrichtung 30 mit der Funktionsweise der
in 3 gezeigten Signalerzeugungseinrichtung 30 überein.