DE19709744A1

DE19709744A1 - Drucksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE19709744A1
Application number: DE1997109744
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung, insbe sondere Kraftfahrzeugbremsdruck-Steuervorrichtung, wie Antiblockiersteuer-Vorrichtung, Antriebsschlupf-Steuervor richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US 5,022,717 ist bereits eine Drucksteuervorrichtung für Kraftfahrzeugbremsanlagen hervorgegangen, die in einem Ventilaufnahmekörper Drucksteuerventile aufnimmt, mit einer Abdeckungseinheit, die auf die Ventilaufnahmekörper aufge setzt ist und die Drucksteuerventile überdeckt. Ferner ist ein Elektromotor zum Antrieb einer im Ventilaufnahmekörper integrierten Pumpe vorgesehen, wozu an der von der Ab deckungseinheit abgewandten Stirnseite des Ventilaufnahmekör pers eine Öffnung zur Aufnahme des Motors vorgesehen ist, die das Exzentergetriebe des Motors zum Antrieb der Pumpe aufweist. Die elektrische Kontaktierung von Motor und Druck steuerventilen geschieht über mehrere Stecker in der Ab deckungseinheit, die gleichfalls eine Leiterplatte mit elektro nischen Bauelementen aufnimmt, wodurch sich einerseits durch die Anbringung der Elektronik in der Abdeckungseinheit und andererseits durch die Gesamtkonfiguration der Elemente am Ventilaufnahmekörper eine aufwendige, das Bauvolumen ver größernde Drucksteuervorrichtung ergibt.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Drucksteuervor richtung der eingangs genannten Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen und funktionssicheren Mitteln kompakt, ins besondere kurzbauend, zu gestalten.

Diese Aufgabe wird für eine Drucksteuervorrichtung der ange gebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1 als auch durch die Merkmale des Patentanspruchs 15 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit weitgehender Schnittdarstel lung einzelner Komponenten, die Gegenstand einer die Erfindung nutzenden Drucksteuervorrichtung sind,

Fig. 2 unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Draufsicht auf die am Ventilaufnahmekörper angebrachte Leiterplatte und die ihr zugeordneten Komponenten.

Die Fig. 1 zeigt eine Drucksteuervorrichtung, die insbeson dere für Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelung als auch Fahrdynamikrege lung zum Einsatz gelangen kann. Die Drucksteuervorrichtung ist mit achsparallel nebeneinander angeordneten Drucksteuer ventilen 2 versehen, die die zu den Ventilachsen quer ver laufenden Drucksteuerkanäle 11 sowie die als Durchgangsöff nungen 9 gestalteten Fluidkanäle in einem Ventilaufnahmekör per 4 vorzugsweise elektromagnetisch verschließen oder öff nen. Ferner weist die Drucksteuervorrichtung eine Ab deckungseinheit 3 auf, die auf dem Ventilaufnahmekörper 4 auf gesetzt ist und die Drucksteuerventile 2 deckelförmig am Ventilaufnahmekörper 4 verschließt. Weiterhin ist ein vor zugsweise elektrisch betätigbarer, am Ventilaufnahmekörper 4 achsparallel zu den Drucksteuerventilen 2 angebrachter Motor 1 zum Antrieb einer Pumpe vorgesehen, die als doppelflutige Radialkolbenpumpe ebenso wie die Drucksteuerventile 2 mit einem Druckspeicher in einer weiteren Abdeckungseinheit 3' sowie mit den Drucksteuerkanälen 11 in Verbindung steht. Die Drucksteuerkanäle 11 sind über die Drucksteuerventile 2 mit mehreren Radbremsen und einem Bremsdruckgeber hydraulisch verbunden.

Der Motor 1 ist in der die Drucksteuerventile 2 umschließen den Abdeckungseinheit 3 angeordnet, womit sich eine beson ders kompakte, kurzbauende und dennoch einfach herzustellen de Drucksteuervorrichtung ergibt. Entsprechend ihrer kon struktiven Ausbildung nach Fig. 1 ragt die Welle des Motors 1 auf der von der Abdeckungseinheit 3 verschlossenen Stirn fläche mit dem einen Wellenende in den vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellten Ventilaufnahme körper 4 hinein, so daß in bezug auf die Anordnung der Drucksteuerventile 2 der Rotor des Motors 1 mit seiner ver jüngten Kontur abschnittsweise in der bzw. neben den in meh reren Reihen angeordneten Drucksteuerventilen 2 positioniert ist.

Durch die dargestellte Anordnung ist es möglich, daß die Abdeckungseinheit 3 grundsätzlich die gesamte elektronische Steuer- und/oder Regeleinheit 7 aufnehmen kann, die vorzugs weise seitlich neben der Welle des Motors 1 am Ventilauf nahmekörper 4 angeordnet ist. Zur Fixierung und Wärmeablei tung eignet sich hierzu besonders eine Anordnung der Steuer- und/oder Regeleinheit 7 an der von der Abdeckungseinheit 3 verschlossenen Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 7 ist vorzugsweise Gegenstand einer quer zur Motorachse angeordneten Leiterplatte 24, die Leiterbahnen und elektronische Schaltkreise aufweist, womit durch ihre entsprechend flache Bauweise ein relativ geringer Freiraum zwischen bzw. als auch neben dem Rotor des Motors 1 und dem Ventilaufnahmekörper 4 benötigt wird. Infolge der geringen Bauhöhe der Steuer- und/oder Regeleinheit 7 ist zwischen dieser und dem Rotor des Motors 1 die Befestigung einer Trennwand 8 in der Abdeckungseinheit 3 möglich, womit der Rotor des Motors 1 mit der Läuferwicklung und dem Kommu tator 19 räumlich gegenüber der Steuer- und/oder Regelein heit 7 getrennt angeordnet und abgedichtet werden kann. Dies ist insbesondere von großer Bedeutung, wenn von der im Ven tilaufnahmekörper 4 angeordneten Pumpenbohrung 10 geringfü gige Leckagemengen entlang der Welle des Motors 1 entweichen möchten, wozu die quer zur Motorachse angeordnete Trennwand 8 eine entsprechende Abdichtfunktion gegenüber elektrischen und elektronischen Teilen innerhalb der Abdeckungseinheit 3 übernimmt. Ferner werden Abriebpartikel, die durch Kontak tierung der Kohlebürsten 18 am Kommutator 19 entstehen, durch die Trennwand 8 von den Magnetankerantrieben 25 der Drucksteuerventile 2 und der Regel- und/oder Steuereinheit 7 ferngehalten. Die Trennwand 8 ist an die Konturen der Magne tankerantriebe 25, der Steuer- und/oder Regeleinheit 7, der Abdeckungseinheit 3 sowie an den Motor 1 angepaßt. Eine noch weitaus kompaktere Bauweise ergibt sich bei Verwendung von relativ flach bauenden Piezoantriebe für die Drucksteuerven tile 2, auf die hier an dieser Stelle nicht näher eingegan gen wird.

Bei weiterer Betrachtung des Erfindungsgegenstandes zeigt sich, daß im Ventilaufnahmekörper 4 parallel zur Motorachs richtung Durchgangsöffnungen 9 vorgesehen sind, die sich von der einen, von der Abdeckungseinheit 3 begrenzten Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4 bis zur von der Abdeckungsein heit 3 abgewandten Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4 erstrecken. Eine dieser Durchgangsöffnungen 9 wird auf der von der Abdeckungseinheit 3 entlegenen Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4 vorteilhafterweise mittels einer weiteren, als Druckspeicher ausgebildeten Abdeckungseinheit 3' verschlossen. Alternativ dazu kann diese weitere Ab deckungseinheit 3 als Dämpfungskammer ausgebildet sein. Bei dieser gezeigten Konstruktion als Druckspeicher dient die Durchgangsöffnung 9 nicht nur jeweils zur Aufnahme des als 2/2-Wegesitzventil ausgebildeten Drucksteuerventils 2, son dern nimmt entsprechend einer Sitzventilfunktion in jeder Durchgangsöffnung 9 einen Sitzventilkörper 20 auf, dem sich diametral zum Drucksteuerventil 2 als Verschluß der Durch gangsöffnung 9 die weitere Abdeckungseinheit 3' in der Funk tion eines Druckmittelspeichers anschließt.

Ferner ist in Fig. 1 die Pumpenbohrung 10 innerhalb des Ven tilaufnahmekörpers 4 zu erkennen, die neben den lotrecht verlaufenden Durchgangsöffnungen 9 angeordnet ist. Der Ver lauf der Drucksteuerkanäle 11 wird u. a. durch die Wahl und die Anordnung der Drucksteuerventile 2 bestimmt. Im vorlie genden Ausführungsbeispiel ergibt sich ein achsparallel zu einander versetzter Querverlauf der Drucksteuerkanäle 11 gegenüber den Durchgangsöffnungen 9, die über die Drucksteu erkanäle 11 mit den Druckmittelanschlüssen 12 und damit mit den Radbremsen in Verbindung stehen. Bei der gewählten Ven tilausführung werden für ein ABS-Vierkanalradschlupfregel system in Diagonalbremskreisaufteilung insgesamt acht Druck steuerventile 2 benötigt, wozu sich weitere Drucksteuerven tile 2, die in Fig. 2 zu erkennen sind, hinter den abbil dungsgemäßen Drucksteuerventilen 2 in Fig. 1 befinden. Diese ragen mit ihren Magnetankerantrieben 25 zwischen den Kohle bürsten 18 bis in den Bereich des Kommutators 19.

Zwecks Energieversorgung des Motors 1, der Drucksteuerventi le 2 und der Steuer- und Regeleinheit 7 befindet sich neben der Pumpenbohrung 10 und der weiteren Abdeckungseinheit 3' ein Stecker 13 seitlich in einer Aussparung des Ventilauf nahmekörpers 4 befestigt. Dieser Stecker 13 befindet sich somit abseits der Abdeckungseinheit 3 am Ventilaufnahmekör per 4 angebracht. Zur Aufnahme des Steckers 13 im Ventilauf nahmekörper 4 weist dieser eine vorzugsweise als dünnwandi ger Durchbruch gestaltete Öffnung 22 auf, in der der Stecker 13 beispielhaft verrastet ist. Hierbei erstreckt sich der Stecker 13 von der der Abdeckungseinheit 3 zugewandten In nenfläche des Ventilaufnahmekörpers 4 bis zur stufenförmig in Richtung der Abdeckungseinheit 3 eingezogenen Außenfläche des Ventilaufnahmekörpers 4. Der Stecker 13 ist vorzugsweise als Steckerleiste gestaltet, die elektrische Kontakte 23 aufnimmt, die an der Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers 4 hervorstehen. Einzelne elektrische Kontakte 23 reichen in nerhalb der Abdeckungseinheit 3 bis in eine zur Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers 4 beabstandete Trennwand 8. Hier bei sind die elektrischen Kontakte 23 Bestandteil einer Lei terplatte 24, die an der Innenfläche des Ventilaufnahmekör pers 4 positioniert ist. Zur elektrischen Bestromung der den Drucksteuerventilen 2 zugeordneten Magnetankerantrieben 25 und des Motors 1 stehen einzelne elektrische Kontakte 23 mit einer auf der Leiterplatte 24 angebrachten Steuer- und/oder Regeleinheit 7 in Verbindung. In Fig. 1 ist hierbei die Lei terplatte 24 mit einer Leistungs- und Regelelektronik verse hen, dessen elektronischen Bauelemente 27 gut zu erkennen sind. Die elektronischen Bauelemente 27 befinden sich auf der vom Stecker 13 abgewandten Oberfläche der Leiterplatte 24. Ferner geht aus Fig. 1 hervor, daß die Kontakte 23 im Stecker 13 als Steckkontakte ausgeführt sind, die in die beiterplatte 24 eingepreßt sind. Die Abdichtung des Steckers 13 im Ventilaufnahmekörper 4 geschieht vorzugsweise mittels einer auf die Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers 4 aufge klebten Dichtfolie 28, die durch die Kontakte 23 des Steckers 13 durchstoßen ist. Es ist allerdings auch möglich, mittels Elastomerdichtung oder Vergußmasse die Abdichtung des Steckers 13 im Ventilaufnahmekörper 4 vorzunehmen.

Aus Fig. 1 wird hinsichtlich der Funktion der Drucksteuer ventile 2 ersichtlich, daß das Druckmittel von den Druck steuerventilen 2 jeweils über die Durchgangsöffnung 9 in Richtung des in der weiteren Abdeckungseinheit 3' ausgeführ ten Niederdruckspeichers gelangt. Zum Entladen des Nieder druckspeichers öffnet ein teilweise gezeigtes Saugventil 14 im Ventilaufnahmekörper 4 den Druckmittelweg zur Pumpenboh rung 10, dem pumpendruckseitig in den Ventilaufnahmekörper 4 ein Druckventil folgt, das in Richtung der zu den Drucksteu erventilen 2 führenden Drucksteuerkanälen 11 öffnet, die an den Radbremsen angeschlossen sind.

Hinsichtlich der Funktion des Niederdruckspeichers sei dar auf verwiesen, daß es sich hierbei um einen Membranspeicher handelt, dessen Membran vorzugsweise elastisch vorgespannt ist, womit mit zunehmendem Füllungsgrad zwischen der Membran 16 und der Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4 die Vor spannkraft und damit der Vordruck zur Rückförderung von Druckmittelvolumen mittels der Pumpe zunimmt.

Zum Antrieb der Pumpe im Ventilaufnahmekörper 4 ist ein Ge triebe als Exzentergetriebe an der Welle des Motors 1 an gebracht, das in eine Öffnung des Ventilaufnahmekörpers 4 reicht, die auf der von der Abdeckungseinheit 3 abgewandten Stirnseite des Ventilaufnahmekörpers 4 verschlossen ist. Die Welle des Motors 1 ist im Bereich der nicht abgebildeten Öffnung mittels eines an der Stirnseite des Ventilaufnahme körpers 4 teilgefaßten Lagers 17 gehalten, wobei die auf das Lager 17 aufgesetzte Trennwand 8 einerseits eine Dichtfunk tion der Öffnung in der Abdeckungseinheit 3 gegenüber dem Motor 1 als auch gegenüber der Steuer- und/oder Regeleinheit 7 übernimmt. Andererseits hat jedoch die Trennwand 8 die Funktion eines Bürstenträgers für den als Gleichstrommotor ausgebildeten Motor 1 zu übernehmen, wobei die Kohlenbürsten 18 über die an der Leiterplatte 24 hervorstehenden elektri schen Kontakte 23 bestromt werden.

Erfindungsgemäß ergibt sich somit eine besonders kompakt und geschützt bauende elektrohydraulische Drucksteuervorrich tung, da in der Abdeckungseinheit 3 sowohl Teile der Druck steuerventile 2, des Motors 1 und der Steuer- und/oder Re geleinheit 7 zusammengefaßt und elektrisch kontaktiert sind, womit sich mit der Pumpe im Ventilaufnahmekörper 4 eine funktionelle eigenständige handhabbare Baugruppe ergibt.

Bemerkenswert ist ferner, daß die Abdeckungseinheit 3 gleichzeitig die Aufgabe eines Elektromotorengehäuses über nimmt, das die für den Motor 1 erforderlichen Dauermagnete 21 bzw. Ständerwicklung oder dergleichen in Abhängigkeit der Bauart des Elektromotors aufnimmt und gemäß der Abbildung ein weiteres Motorlager trägt.

Die Fig. 2 zeigt unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Draufsicht auf die am Ventilaufnahmekörper 4 angebrachte Leiterplatte 24 und ihre benachbarten Bauelemente. Die Leiterplatte 24 weist hierzu eine Unterteilung in einen ersten und einen zweiten Flächensektor auf, wobei der eine Flächensektor aus schließlich für die Aufnahmen der elektronischen Bauelemente 27 einer Leistungs- und Regelelektronik vorgesehen ist, wäh rend der andere Flächensektor ausschließlich der Aufnahme der Magnetankerantriebe 25 und der Hindurchführung der Welle des Motors 1 vorbehalten ist. Die Welle des Motors 1 ragt in etwa der Flächenmitte der Leiterplatte 24 durch eine Öffnung in den Ventilaufnahmekörper 4. Die Positionierung der Motor welle erfolgt somit zwischen den eingangs genannten beiden Flächensektoren. Außer der Öffnung zur Aufnahme der Motor welle sind entsprechend in der Leiterplatte 24 weitere Öff nungen im Bereich der Magnetankerantriebe 25 vorgesehen, die von Hülsenteilen der Drucksteuerventile 2 durchdrungen sind.

Dadurch, daß der Ventilaufnahmekörper 4 in Richtung der Ab deckungseinheit 3 mit den für die Drucksteuerventile 2 und den Motor 1 notwendigen Öffnungen 9, 22 versehen ist, ergibt sich eine besonders kompakte, flächenoptimierte Anordnung aller Elemente in der Drucksteuervorrichtung.

Bezugszeichenliste

1

Motor

2

Drucksteuerventile

3

Abdeckungseinheit

4

Ventilaufnahmekörper

5

6

7

Steuer-Regeleinheit

8

Trennwand

9

Durchgangsöffnung

10

Pumpenbohrung

11

Drucksteuerkanal

12

Druckmittelanschluß

13

Stecker

14

Saugventil

15

16

Membran

17

Lager

18

Kohlebürsten

19

Kommutator

20

Sitzventilkörper

21

Dauermagnet

22

Öffnung

23

Kontakt

24

Leiterplatte

25

Magnetankerantrieb

26

27

Bauelemente

28

Dichtfolie

Claims

1. Drucksteuervorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugbrems drucksteuervorrichtung, wie Antiblockier-Steuervorrich tung, Antriebsschlupf-Steuervorrichtung, mit elektrisch betätigbaren Drucksteuerventilen, die mehrere Drucksteu erkanäle in einem Ventilaufnahmekörper zu schließen oder zu öffnen vermögen, mit einer Abdeckungseinheit, die auf den Ventilaufnahmekörper aufgesetzt ist und die zumin dest Teile der Drucksteuerventile überdeckt, sowie mit einem elektrischen Stecker zur Stromversorgung der Drucksteuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (13) abseits der Abdeckungseinheit (3) am Venti laufnahmekörper (4) angebracht ist.

2. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß im Ventilaufnahmekörper (4) eine vorzugs weise als dünnwandiger Durchbruch gestaltete Öffnung (22) vorgesehen ist, in der der Stecker (13) kraft- und/oder formschlüssig befestigt ist.

3. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stecker (13) oder Teile des Steckers (13) von der der Abdeckungseinheit (3) zuge wandten Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers (4) bis zur Außenfläche des Ventilaufnahmekörpers (4) erstreckt.

4. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (13) mit elektrischen Kontakten (23) verbunden ist, die in die Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers (4) führen.

5. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (13) mit elektrischen Kontakten (23) verbunden ist, die in nerhalb der Abdeckungseinheit (3) in eine zur Innenflä che des Ventilaufnahmekörpers (4) beabstandeten Trenn wand (8) führen.

6. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrischen Kontakte (23) ein Teil einer Leiterplatte (24) sind, die an der Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers (4) positioniert ist.

7. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterplatte (24) Bestandteil einer Steuer- und/oder Regeleinheit (7) ist, die mit einem Magnetanker- oder Piezoantrieb (25) der Drucksteuerven tile (2) elektrisch verbunden ist.

8. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterplatte (24) Bestandteil einer Steuer- und/oder Regeleinheit (7) ist, die mit einem elektrischen Motor (1) verbunden ist.

9. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterplatte (24) Öffnungen aufweist, durch die Teile der Drucksteuerventile (2) und des Mo tors (1) hindurchragen.

10. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterplatte (24) mit einer Leistungs- und Regelelektronik versehen ist, dessen elektronische Bauelemente (27) auf der vom Stecker (13) abgewandten Oberfläche der Leiterplatte (24) positioniert sind.

11. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorgehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (24) einen ersten Flächensektor für die Aufnahme der elektronischen Bauelemente (27) der Leistungs- und Re gelelektronik aufweist und daß ein zweiter Flächensektor vorgesehen ist, dem die Magnetankerantriebe (25) der Drucksteuerventile (2) zugeordnet sind.

12. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Welle des Motors (1) näherungsweise durch eine Öffnung in der Mitte der Leiterplatte in den Ventilaufnahmekörper (4) ragt.

13. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (23) als Steckkontakte ausgeführt sind, die in die Leiter platte (24) eingepreßt sind.

14. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (13) mittels Elastomerdichtung oder Vergußmasse oder mittels auf der Innenfläche des Ventilaufnahmekörpers (4) aufge brachte Dichtfolie (28) im Ventilaufnahmekörper (4) ab gedichtet ist.

15. Drucksteuervorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugbremsdruck-Steuervorrichtung, wie Antiblockier-Steuervorrichtung, Antriebsschlupf-Steuer vorrichtung, mit elektrisch betätigbaren Drucksteuerven tilen, die Drucksteuerkanäle in einem Ventilaufnahmekör per zu schließen oder zu öffnen vermögen, mit einer Ab deckungseinheit, die auf den Ventilaufnahmekörper aufge setzt ist und die zumindest Teile der Drucksteuerventile überdeckt, sowie mit einem elektrischen Stecker zur Stromversorgung der Drucksteuervorrichtung, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ventilaufnahmekörper (4) in Rich tung der Abdeckungseinheit (3) mit Öffnungen (9, 22) ver sehen ist, in denen die Drucksteuerventile (2) und der Motor (1) aufgenommen sind.