DE19743842A1 - Ventilsteuergerät - Google Patents
VentilsteuergerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ventilsteuergerät insbesondere
für hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen mit Radschlupf
regelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US 5,452,948 ist bereits ein Ventilsteuergerät be
kannt geworden, bestehend aus einem zweiteiligen Gehäuse zur
Aufnahme mehrerer Ventilspulen, einem im Gehäuse eingesetz
ten Trägerelement zur Fixierung der Ventilspulen sowie zur
Aufnahme von elektrischen und elektronischen Bauteilen an
einer Leiterplatte und mit einem elektrischen Stecker, der
mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen an
der Leiterplatte und den Ventilspulen in Verbindung steht.
Die elektrische Verbindung zwischen den Ventilspulen und dem
plattenförmigen Trägerelement geschieht mittels Spulendräh
te, die mit den Leiterbahnen des Trägerelementes verlötet
sind. Die Ventilspulen sind nach Art einer Clipsverbindung,
die Bestandteil des Ventilspulengehäuses ist, in Durchgangs
öffnung des Trägerelementes befestigt. Zwischen dem Ventil
gehäuse und dem Trägerelement umschließt jeweils eine Ring
dichtung den Bereich der Spulendrähte, so daß diese in Rich
tung der Gehäuseöffnung abgedichtet sind. Das Trägerelement
wird mit den vormontierten Ventilspulen in den Gehäuserahmen
eingeschoben und nach Auflegen und Verbinden der mit den
Elektronikbauteilen versehenen Leiterplatte mittels eines
Gehäusedeckels verschlossen.
Als nachteilig bei dieser Lösung ist das Verclipsen der Ven
tilspulen im Trägerelement anzusehen, womit sich eine be
sonders steife Verbindung ergibt, die einer elastischen Ab
federung der Ventilspule am Trägerelement entgegensteht. Ein
weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß das Trägerelement
nicht zur Aufnahme der Elektronik geeignet ist, so daß zu
sätzlicher Bauraum und Fügebedarf bezüglich der Vereinigung
des Trägerelementes mit der Elektronikplatte entsteht.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Ventilsteuergerät der eingangs genannten Art mit möglichst
geringem baulichen als auch funktionellen Mitteleinsatz ko
stengünstig und funktionssicher zu gestalten, wobei beson
ders gute Voraussetzungen zur elastischen Halterung und Ab
dichtung der Ventilspulen im Gehäuse realisiert werden sol
len.
Diese Aufgabe wird für ein Ventilsteuergerät der angegebenen
Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus den vom Anspruch 1 abhängigen Unteran
sprüchen hervor und werden im nachfolgenden anhand der Be
schreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine als Federelement ausgeführte Umspritzung im
Bereich der Spulendrähte einer Ventilspule,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer um 90° gedrehten
Ansicht,
Fig. 3a-3c einzelne Montageschritte zur Verbindung mehre
rer Ventilspulen des aus Fig. 1 bzw. 2 bekannten
Typs mit einem Trägerelement und Integration dieser
Teile im Gehäuse,
Fig. 4 eine Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes mit
allseitiger Abdichtung der elektrischen und elektro
nischen Bauteile im Gehäuse.
Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung eine
von mehreren gleichartigen Ventilspulen 2, deren Spulendräh
te 1 in Richtung der Ventilspulenachse mit symmetrisch ver
laufenden Abkröpfungen 4 versehen sind, die abschnittsweise
eine elastische Umspritzung 5 aufweisen. Diese elastische
Umspritzung 5 hat einerseits die Aufgabe, die fertigungs
technisch erforderliche Entformung der Teile zu gewährlei
sten, andererseits durch die hierzu verwendete elastische
Masse die Funktion eines in der Ventilspule 2 integrierten
Federelementes zu übernehmen, so daß unter der Voraussetzung
einer Elastizität der Spulendrähte 1 die gewünschte radiale
als auch axiale Beweglichkeit der Ventilspulen über die am
Trägerelement 3 zu befestigenden Spulendrähte 1 zustande
kommt. Zur Befestigung der Spulendrähte 1 am Trägerelement 3
sind diese zumindest im Endbereich nicht mit einer Umsprit
zung 5 versehen. Abbildungsgemäß ist vorteilhafterweise die
Umspritzung 5 als Hohlzylinder ausgeführt, der oberhalb der
Abkröpfung 4, in der Ebene der Spulendrähte 1, mit einer
Ausnehmung 7 versehen ist, die sich bis in den Bereich der
Abkröpfung 4 eines jeden Spulendrahtes 1 erstreckt. Zweck
mäßigerweise kann die als Hohlzylinder ausgeführte Umsprit
zung 5 für die Montage und zur korrekten Ausrichtung der
Ventilspule 2 im Gehäuse 6 zu einer sich radial über den
Durchmesser der Ventilspule 2 erstreckenden Nase 12 ausge
formt sein. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, daß sich die Umspritzung 5 bis zwischen den Jochring
und den Spulenkörper der Ventilspule 2 erstreckt, womit eine
wärmeleitende Verbindung im Betrieb der Ventilspule 2 zwi
schen dem Spulenkörper und dem Jochring gewährleistet ist.
Diese Wahl der Umspritzung 5 ermöglicht überdies den Spulen
körper im Jochring der Ventilspule 2 sicher zu fixieren. Die
von der Ventilspule 2 abgewandte Stirnfläche der Umspritzung
5 läßt sich nachgiebig an einem die Ventilspule 2 aufnehmen
den Trägerelement 3 oder unmittelbar an der Wand eines Ge
häuses 6 positionieren. Die freie Beweglichkeit der Ventil
spule 2 wird hierbei in Richtung der Ausnehmung 7 und damit
in Richtung der Abkröpfungen 4 erhöht. Die Fig. 2 verdeut
licht hierbei die gestufte, schachtähnliche Ausnehmung 7 in
der Ebene der Spulendrähte 1, womit die Umspritzung 5 als
quasi von einer die Ausnehmung 7 charakterisierenden Längs
nut einen segmentförmig unterteilten Hohlzylinder bildet,
der die aus der Umspritzung 5 oberhalb der Abkröpfungen 7
hervorstehenden Enden der Spulendrähte 1 zu beiden Seiten
flankiert.
Nachfolgend werden anhand den Fig. 3a, b und c die einzelnen
Montageschritte zur Herstellung eines Ventilsteuergerätes
unter Verwendung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten, um
spritzten Ventilspule 2 erläutert.
Die Fig. 3 zeigt bereits die aus den Fig. 1 und 2 prinzi
piell bekannten und mit der eingangs beschriebenen Umsprit
zung 5 versehene Ventilspule 2 in Reihe- bzw. Parallelanord
nung mit weiteren Ventilspulen 2 gleicher Bauart, die mög
lichst lotrecht zu einem plattenförmigen Trägerelement 3
ausgerichtet sind. Das plattenförmige Trägerelement 3 über
nimmt auch die Funktion einer Leiterplatte, die mit elek
trischen und elektronischen Bauteilen zur Herstellung eines
elektronischen Reglers oder Steuergerätes bestückt ist. Bei
der gezeigten Anordnung und Ausrichtung der Ventilspulen 2
gegenüber dem Trägerelement 3 erfolgt in einem einzigen Fü
gevorgang die Zusammenführung aller abgebildeten Teile, wozu
im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter anderem auch ein
parallel zu den Ventilspulen 2 angeordneter Stecker 11 zum
Anschluß des Trägerelementes 3 an eine externe Stromquelle
gehört. Das Zusammenführen und damit die elektrische Verbin
dung des Steckers 11 als auch der Ventilspulen 2 mit dem
Trägerelement 3 geschieht hierbei mittels als Einpreßkontak
te ausgeführter Spulendrähte 1 und Steckerkontakte 1', so
daß nach deren Einfügen in das Trägerelement 3 der bisher
bekannte Lötvorgang entfallen kann.
Die Fig. 3b zeigt den abgeschlossenen Fügevorgang der Ven
tilspulen 2 und des Steckers 11 am Trägerelement 3, so daß
gut erkennbar die Umspritzung 5 ringförmig geschlossen an
der Unterseite des Trägerelementes 3 anliegt. Als nächster
Herstellungsschritt folgt das Befestigen einer vorzugsweise
aus Aluminium bestehenden Metallplatte 10, die vorzugsweise
großflächig als wärmeableitende Platte die elektrischen bzw.
elektronischen Bauteile des Trägerelementes 3 kontaktiert
und vorzugsweise auf diese aufgeklebt wird.
Die Fig. 3c zeigt schließlich die aus den Ventilspulen 2,
dem Stecker 11 und der Metallplatte 10 am Trägerelement 3
vorgefertigte elektrische Baugruppe, die nunmehr fluchtend
gegenüber dem Rahmen des Gehäuses 6 ausgerichtet und nach
Ein- bzw. Aufbringen von Dicht- und Klebemittel im Bereich
der Kontaktflächen zwischen Stecker 11 und Gehäuse 6 und
zwischen der Metallplatte 10 und dem Rahmen des Gehäuses 6
in das Gehäuse 6 eingeschoben wird. Hierbei wird deutlich,
daß die Metallplatte 10 die Funktion eines Deckels über
nimmt, der die Oberseite des vorzugsweise aus Kunststoff
hergestellten Gehäuserahmens sicher verschließt.
Das Ventilsteuergerät nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem
nach Fig. 3 hergestellten Ventilsteuergerät durch die Aus
bildung einer horizontalen Zwischenwand 6' im Gehäuse 6, so
daß die Ventilspulen 2 nicht als vormontierte Einheit des
Trägerelementes 3 mit diesem in das Gehäuse 6 eingefügt wer
den, sondern durch Öffnungen 9' in der entfernt zur Stirn
fläche des Trägerelementes 3 gelegenen Zwischenwand 6' mit
dem Trägerelement 3 mechanisch als auch elektrisch zusammen
geführt wird. Das Trägerelement 3 bildet mit den elektri
schen und elektronischen Bauteilen, dem Stecker 11 und der
Metallplatte 10 eine vorgefertigte Baugruppe, die ab
bildungsgemäß von oben in das rahmenförmige Gehäuse 6 einge
fügt und jeweils an den Kontaktflächen abgedichtet ist, wo
mit sich die Baugruppe hinsichtlich der Gehäuserahmenabdich
tung nicht vom Gegenstand nach Fig. 3a-c unterscheidet. Da
durch, daß jedoch die Ventilspulen 2 abbildungsgemäß von der
Unterseite des Gehäuses 6 durch die Zwischenwand 6' in Rich
tung auf das Trägerelement 3 eingefügt werden, ergibt sich
die oben dargestellte Abänderung der Montagereihenfolge.
Bei vorliegender Darstellung nach Fig. 4 ist gut die Um
spritzung 5 an der Ventilspule 2 zu erkennen, jedoch mit dem
Unterschied, daß die Spulendrähte 1 im Bereich der Abkröp
fungen 4 durch Wegfall der Ausnehmung 7 nicht mehr freilie
gen, sondern durch durch Einbringen von Dichtmasse 8 in eine
Öffnung 9 in der Ventilspule 2 allseitig umschlossen sind.
Die gleiche Abdichtungsmaßnahme wird für den abbildungsgemä
ßen Steckverbinder 13 zum Anschluß an einen Pumpenmotor vor
geschlagen. Bei der verwendeten Dichtmasse 8 handelt es sich
gleichfalls wie bei der eingangs erwähnten Umspritzung 5 um
ein Elastomer oder einen gleichwertigen elastischen Werk
stoff.
Zusammenfassend ergibt sich somit ein Ventilsteuergerät, bei
dem die Spulendrähte 1 über Z- bzw. S-förmige Abkröpfungen 4
radial nach innen gerichtet sind, die sowohl für die Ein
preßtechnik als auch für die Löttechnik geeignet sind. Die
hierbei nicht nur die Spulendrähte 1 sondern auch zwischen
dem Jochring und dem Spulenkörper sich als Umspritzung 5
erstreckende elastische Masse stellt bei Bestromung der Ven
tilspule 2 einen Wärmetransport von der Spulenwicklung zum
Jochring sicher und gewährleistet überdies die einwandfreie
Fixierung des Spulenkörpers im Jochring. Die Ventilspule 2
zeichnet sich durch eine elastische Spulenaufhängung und
ggf. auch -abdichtung am Trägerelement 3 aus. Vorteilhafter
weise wird die Ventilspule 2 bei Ausführung der Spulendrähte
1 als Einpreßkontakte verblüffend einfach in die Trägerplat
te 3 und damit in die Leiterplatte eingesteckt, wodurch sich
eine sichere Befestigung ergibt. Sollen die elektronischen
und elektrischen Bauteile auf der Trägerplatte 3 mit dem die
Hydraulikventile aufzunehmenden Ventilblock dicht sein, so
können die Ventilspulen 2 direkt mit dem Trägerelement 3
eine Baugruppe bilden, die im Gehäuse 6 abgedichtet ist. Das
Gehäuse 6 weist hierzu gemäß Fig. 3c zwangsläufig am Gehäu
serahmen eine Dichtung auf, die beim Aufsetzen des Ventil
steuergerätes auf den Ventilblock die notwendige Abdichtung
herstellt.
Soll das Ventilsteuergerät jedoch losgelöst vom Ventilblock
eine flüssigkeitsdichte Einheit der elektrischen bzw. elek
tronischen Bauelemente aufweisen, so sind gemäß Fig. 4 die
Öffnungen 9 in den Ventilspulen 2 mit einer Dichtmasse im
Bereich der Spulendrähte 1 auszufüllen. Alternativ dazu
könnte natürlich auch jeder der am Ventilblock überstehenden
Ventildome oder auch die Kontaktflächen zwischen der Ventil
spule 2 und des im Ventilblock eingebrachten Hydraulikven
tils mit einer derartigen Dichtmasse 8 bzw. Abdichtung ver
sehen werden.
Die Erfindung weist somit unter anderem folgende Vorteile
auf:
Vergrößerung der für elektrische und elektronische Bauele
mente auf der Trägerplatte zur Verfügung stehenden Fläche.
Integration der elastischen Umspritzung unmittelbar in den
Spulenbereich zwecks Darstellung elastischer Eigenschaften
der Ventilspulen 2.
Optimale Ausrichtung der Ventilspulen 2 in Richtung der Dome
der Hydraulikventile.
Montage- und Befestigungsvereinfachung der Ventilspulen am
Trägerelement mittels Einpreßkontakte, die mit relativ ein
fachen, durch die Öffnungen 9' der Ventilspulen 2 eingefüg
ten und geführten Werkzeugen zustande kommt.
Verwendung gleicher Kontaktabstände in der Trägerplatte 3
zwecks Vereinheitlichung der Leiterplattenbestückung mit
unterschiedlichen Ventilspulen 2.
Höhenausgleich von unterschiedlich großen Ventilspulen mit
tels einfacher Dimensionierung und Anpassung der Umspritzung
5.
Einfache Funktionsprüfung der Ventilspulen 2, da diese auch
noch nach Montage im Gehäuse 6 durch die Öffnungen 9 der
Ventilspulen 1 zugänglich sind.
Hohe Positionsgenauigkeit der Ventilspulen gegenüber der
Trägerplatte 3 mittels eines einfachen Einpreßwerkzeuges.
Beliebige Abdichtvarianten der Ventilspulen 2 im Gehäuse 6
sind gewährleistet.
Beschränkung einen einzigen Fügevorgang zur Einpressung al
ler elektrischer Elemente im Trägerelement 3.
1
Spulendraht
2
Ventilspule
3
Trägerelement
4
Abkröpfung
5
Umspritzung
6
Gehäuse
6
' Zwischenwand
7
Ausnehmung
8
Dichtmasse
9
,
9
' Öffnung
10
Metallplatte
11
Stecker
12
Nase
13
Steckverbinder
Claims (10)
1. Ventilsteuergerät, bestehend aus einem Gehäuse zur Auf
nahme mehrerer darin angeordneter Ventilspulen, einem
Trägerelement, vorzugsweise zur Aufnahme von elektri
schen und/oder elektronischen Bauteilen und einer elek
trischen Kontaktierung, die mit den elektrischen
und/oder elektronischen Bauteilen und den Ventilspulen
in Verbindung steht, wobei die elektrische Verbindung
zwischen den Ventilspulen und dem Trägerelement mittels
mehrerer Spulendrähte erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulendrähte (1) im Bereich zwischen den Ventil
spulen (2) und dem Trägerelement (3) in Richtung der
Ventilspulenachsen Abkröpfungen (4) aufweisen, die je
weils von einer Umspritzung (5) begrenzt oder in dieser
eingebettet sind, aus der die Enden der Spulendrähte (1)
mit den Abkröpfungen (4) in Richtung auf das Trägerele
ment (3) hervorstehen.
2. Ventilsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Umspritzung (5) aus einer elastischen Masse
besteht, die sich bis zwischen den Jochring und den Spu
lenkörper einer jeden Ventilspule (2) derart erstreckt,
daß eine wärmeleitende Verbindung im Betrieb der Ventil
spule (2) zwischen jeweils einem Spulenkörper und dem
Jochring hergestellt ist.
3. Ventilsteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Umspritzung (5) den Spulenkörper im Joch
ring in der Ventilspule (2) fixiert.
4. Ventilsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umspritzung
(5) außerhalb der Ventilspule (2) nachgiebig, vorzugs
weise federnd an dem Gehäuse (6) oder am Trägerelement
(3) anliegt.
5. Ventilsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abkröpfung (4)
in Radial- als auch Axialrichtung an der Umspritzung (5)
abstützt oder vorzugsweise in der Umspritzung eingebet
tet ist und daß die der Abkröpfung (4) folgenden Enden
der Spulendrähte (1) jeweils in einer Ausnehmung (7) der
Umspritzung (5) frei beweglich sind.
6. Ventilsteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß nach Montage der Ventilspule (2) im Gehäuse (6)
durch eine Öffnung (9) in der Ventilspule (2) Dichtmasse
(8) in die Umspritzung (5) eingebracht wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsteuergerätes,
bestehend aus einem Gehäuse zur Aufnahme mehrerer darin
angeordneter Ventilspulen, einem Trägerelement, vorzugs
weise zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektro
nischen Bauteilen und einem elektrischen Stecker, der
mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen
und den Ventilspulen in Verbindung steht, wobei die
elektrische Verbindung zwischen den Ventilspulen und dem
Trägerelement mittels mehrerer Spulendrähte erfolgt,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 6, gekennzeichnet durch nachfolgende Verfahrens
schritte:
- - Zwischen Jochring und Spulenkörper der Ventilspule (2) wird eine elastische Masse eingebracht, die sich außer halb der Ventilspule (2) bis kurz vor den Enden der Spu lendrähte als Umspritzung (5) erstreckt
- - Die Ventilspulen (2) werden mit den Spulendrähten (1) entweder unmittelbar mit dem Trägerelement (3) als vor montierte Baugruppe in das Gehäuse (6) eingesetzt oder mittelbar durch Öffnungen (9') in einer Zwischenwand (6') des Gehäuses (6) eingeführt und mit dem aus der entgegengelegenen Richtung in das Gehäuse (6) eingefüg ten Trägerelement (3) verbunden
- - Auf der von den Ventilspulen (2) abgewandten Seite des Trägerelementes (3) wird eine Platte (Metallplatte 10) befestigt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
in mehrere für die Aufnahme von Ventildomen vorgesehene
Öffnungen (9) der Ventilspulen (2) fließfähige Dicht
masse (8) eingefüllt wird, die eine in der Umspritzung
(5) vorgesehene Ausnehmung (7) ausfüllt und die Spulen
drähte (1) abdichtet.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spulendrähte (1) als Einpreßkontakte ausgeführt
sind, die nach Einpressen in das Trägerelement (3) mit
den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen des
Trägerelementes (3) mechanisch als auch elektrisch ver
bunden sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als elektrisches Bauteil des Trägerelementes (3) am Ge
häuse (6) ein mit einer externen Stromquelle verbind
barer Stecker (11) vorgesehen ist, dessen Einpreßkontak
te in einer einzigen Einpreßoperation gemeinsam mit den
Einpreßkontakten der Spulendrähte (1) am Trägerelement
(3) befestigt wird.
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Country | Link |
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