DE3713662A1 - Elektrohydraulische vorrichtung zur kontinuierlichen ueberwachung des druckes in einer hydraulischen kraftfahrzeug-bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrohydraulische Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Druckes in einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage, insbe­ sondere zur Ausgabe elektrischer Steuersignale in Abhängigkeit von zugeführten Drucksignalen, mit einem mittels einer Verschlußkappe verschlossenen, drei koaxiale Bohrungen unterschiedlicher Durchmesser aufweisenden Ge­ häuse, einem vom Eingangsdruck beaufschlagbaren Kolben, der gegen den Eingangsdruck durch eine sich an einem sich am Kolben befindenden Federteller abstützende Druckfeder vorgespannt ist, sowie einer durch den Kolben betätigbaren elektrischen Schaltungsanordnung.

Es ist bereits bekannt, zur Steuerung und Überwachung des Druckes einer hydraulischen Bremsanlage einen Druck- und Warnschalter zu verwenden, bei dem der hydraulische Druck über einen axial verschiebbaren Kolben auf mechanisch be­ tätigbare handelsübliche Mikroschalter übertragen wird. Eine derartige Schaltvorrichtung ist z. B. aus der älteren Patentanmeldung der Anmelderin P 35 42 603.9 bekannt. Diese Schaltvorrichtung besteht aus einem mittels einer Verschlußkappe verschlossenen Gehäuse sowie einem im Gehäuse axial verschiebbar geführten Kolben, dessen ein Ende ein Betätigungselement zur Betätigung von elektrische Schaltorgane bildenden Mikroschaltern trägt. Der Kolben ist mit einem Dichtring versehen, der einen Druckmittel­ fluß von seiner mit hydraulischem Druck beaufschlagten Seite in die Zylinderbohrung im Gehäuse verhindern soll. In der Zylinderbohrung ist eine Druckfeder angeordnet, deren Vorspannung durch Änderung der relativen Lage des Kolbens gegenüber dem Gehäuse eingestellt werden kann. Diese Druckfeder stützt sich mit einem Ende an einem Federteller ab und hält in der Ruhestellung der Schaltvor­ richtung das Betätigungselement in axialem Abstand von den Mikroschaltern, die nebeneinander in einem Trägerkörper gelagert sind, wobei ihre Kontaktfahnen mittels einer flexiblen Leiterbahn mit Kontaktmessern verbunden sind, die in einer radialen Wand der Verschlußkappe angeordnet sind.

Weniger vorteilhaft anzusehen sind hei dieser bekannten Schaltvorrichtung die mechanisch schaltenden Teile der als Schaltorgane eingesetzten relativ aufwendigen Mikro­ schalter, die einem Verschleiß unterliegen, so daß nach mehreren 100 000 Betätigungszyklen Kontaktbrüche auf­ treten. Als nachteilig wird auch die mehr oder weniger starke Neigung der verwendeten Mikroschalter zum Prellen empfunden, das für ein durch die Schaltvorrichtung ange­ steuertes Motorrelais in mechanischer und insbesondere elektrischer Hinsicht eine unzumutbare Belastung dar­ stellt, die eine sehr oft starke Reduzierung der Lebens­ dauer des zu schaltenden Elektromotors (z. B. durch Ver­ schweißen der Relaiskontakte) zur Folge haben kann. Ein weiterer Nachteil derartiger Schaltvorrichtungen besteht darin, daß deren Schaltverhalten durch die zwischen den Kontakten und der verwendeten flexiblen Kontaktfolie vor­ handene Lötverbindungen beeinträchtigt werden kann. Auch die Einstellung der richtigen Schaltpunkte wird durch die feste geometrische Zuordnung des Trägerkörpers gegenüber dem Gehäuse erschwert.

Schließlich ist es aus platztechnischen Gründen außer­ ordentlich schwierig, mit den bekannten Schaltvorrich­ tungen mehrere Schaltfunktionen zu realisieren, da die Verwendung der Mikroschalter mit erheblichem Platzbedarf verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine elektrohydraulische Schaltvorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der die oben­ genannten Nachteile vermieden werden. Dabei soll sie bau­ lich einfach und in Serienherstellung leicht herstellbar sein, einfach justiert oder verstellt werden können und aus kostengünstig herstellbaren Bauteilen bestehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung einen mit dem Kolben verbundenen, elektrisch getrennte Kontaktringe, tragenden Kontaktträger aufweist, der in einer zylindrischen Bohrung eines Ein­ stellringes axial verschiebbar angeordnet ist, in dessen Innenwand mehrere, am Umfang symmetrisch verteilte, mit den Kontaktringen zusammenwirkende, auf den Kontaktträger zu vorgespannte Kontaktfedern vorgesehen sind, die mit einer Steuerelektronik elektrisch verbunden sind.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung ermöglicht eine Vereinigung sämtlicher benötigter Schaltfunktionen auf engstem Raum, wobei drei entscheidende Vorteile erzielt werden:

• a) In Verbindung mit einem Motorrelais arbeitet das System absolut prellfrei (keine Relaisbelastung);
• b) bei höchster Funktionsgenauigkeit ist die Lösung nicht kostenintensiv;
• c) das System bleibt völlig unbeeinflußt von hydraulischen Pulsationen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Gegenstandes weisen die Kontaktfedern unterschied­ liche axiale Längen auf, wobei der Einstellring im Gehäuse axial verstellbar angeordnet ist. Diese Maßnahmen er­ möglichen eine genaue Einstellung der Schaltpunkte und Schaltspannen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert ist, wobei einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die elektrohy­ draulische Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie X-X durch die erfindungsgemäße elektrohydraulische Schaltvorrichtung nach Fig. 1

Die in der Zeichnung (Fig. 1 und Fig. 2) gezeigte elektro­ hydraulische Schaltvorrichtung 1 nach der Erfindung weist ein Gehäuse 11 auf, das in einen Teil einer nicht näher gezeigten hydraulischen Anlage eingesetzt ist und mittels eines Sicherungsringes 50 gegen axiales Verschieben unter Druckbeaufschlagung gehalten wird. Statische Abdichtung des Gehäuses 11 gegenüber der hydraulischen Anlage über­ nimmt dabei ein O-Ring 42, der in einer Radialnut des Ge­ häuses 11 sitzt.

Das Gehäuse 11 verfügt über drei koaxiale Bohrungen 35, 36, 37, wobei in der Bohrung 35 ein Ende 32 eines Kolbens 3 axial verschiebbar gelagert ist. Für hydrau­ lische Abdichtung der Bohrung 35 sorgen ein O-Ring 38 sowie ein Back-Ring 34, die in einer Ausnehmung im Gehäuse 11 durch einen Haltering 39 gesichert sind. Der Siche­ rungsring 50 greift dabei in eine Radialnut 24 des Ge­ häuses 11 ein, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in die mehrere im Gehäuse 11 symmetrisch verteilte, radial verlaufende Kanäle 40 münden, die ein schnelles Auslaufen des in die Bohrung 35 eingedrungenen hydrau­ lischen Druckmittels ermöglichen und gleichzeitig dessen Eindringen in einen durch die Wandung der Bohrung 36 sowie eine Trennwand 41 begrenzten Raum verhindern. Um ein Vor­ dringen des hydraulischen Druckmittels in die eine Schal­ tungsanordnung 10 aufnehmende Bohrung 37 zu verhindern, ist der Kolben 3 zusätzlich in einer Durchgangsbohrung der radialen Trennwand 41 mittels eines O-Ringes 44 und die Trennwand 41 ihrerseits gegenüber dem Gehäuse 11 mittels eines Dichtringes 45 abgedichtet.

An der radialen Stirnwand der Bohrung 36 des Gehäuses 11 liegt ein Federteller 27 an, an dem sich ein Ende einer Druckfeder 12 abstützt, die den Kolben 3 gegen den darauf wirkenden Eingangsdruck vorspannt und deren anderes Ende sich an der radialen Trennwand 41 abstützt.

Das in der Darstellung rechte abgesetzte Ende 7 des Kol­ bens 3 ragt in die Bohrung 37 hinein, in der die elektrische Schaltungsanordnung 10 angeordnet ist. Die Schaltungsanordnung 10 ist dabei durch einen am Ende 7 des Kolbens 3 mittels eines Sicherungsringes 8 gehaltenen Kontaktträger 6 sowie einen in der Bohrung 37 axial ver­ stellbaren Einstellring 9 gebildet. Der zylindrische Kontaktträger 6 weist dabei zwei elektrisch voneinander getrennte Kontaktringe 21, 22 auf, die mit mehrere am Um­ fang einer Axialbohrung 24 des Einstellringes 9 symmetrisch verteilt angeordneten Kontaktfedern 5 zu­ sammenwirken, deren der Trennwand 41 benachbarte Enden radial abgebogen und mit Kontaktstiften 20 vernietet sind, die durch axiale Bohrungen 25 im Einstellring 9 hindurch­ gehen. Der Einstellring 9 ist schließlich mit zwei axial verlaufenden Bohrungen 47, 48 versehen, die beim Einstellen dessen relativer Lage gegenüber dem verschiebbaren Kontaktträger 6 (Einstellung der Schaltpunkte der Schal­ tungsanordnung (10) das zum Einstellen benötigte Werkzeug aufnehmen.

Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Beispiel sind insgesamt sieben Kontaktfedern 5 a, b, c, d, e, f, g, unter­ schiedlicher axialer Länge vorgesehen. Um die z.B. im Zusammenhang mit einer schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlage erforderlichen Schaltfunktionen realisieren zu können, sind zwei dieser Kontaktfedern 5 a,b vorzugsweise als durchgehende Kontaktfedern ausgebildet, während die axiale Länge der übrigen Kontaktfedern 5 c . . . g den je­ weiligen Schaltbereich (Lage der Schaltpunkte) bestimmt. Die erste durchgehende Kontaktfeder 5 a wird potentialfrei gehalten und bildet mit der Kontaktfeder 5 c ein Kontakt­ paar, dessen Kontaktgabe mittels des zweiten Kontaktringes 22 erfolgt und mit dessen Hilfe die elektronische Schlupf­ regeleinrichtung angesteuert bzw. wahlweise stillgelegt werden kann. Die zweite durchgehende Kontaktfeder 5 b stellt eine Verbindung des ersten Kontaktringes 21 zur elektrischen Masse her, wobei die Berührung der durch­ gehenden Kontaktfedern 5 a, b, mit den beiden Kontaktringen 21, 22 mittels daran angeformter radialer Nasen 51, 52 er­ folgt. Die übrigen Kontaktfederpaare 5 d, e und 5 f, g dienen z.B. der Steuerung einer Druckmittelpumpe und einer Warn­ lampe (beide in der Zeichnung nicht dargestellt).

Das offene Ende der Bohrung 37 ist durch eine Verschluß­ kappe 2 verschlossen, deren ringförmige Stirnfläche gegen­ über der Bohrung 36 des Gehäuses 11 mittels einer Gummi­ dichtung 18 abgedichtet ist. Im Inneren der Verschlußkappe 2 ist unter Abdichtung mittels einer Dichtung 23 eine mit elektronischen Bauelementen 15, 16, 17 bestückte Leiter­ platte 4 eingesetzt, deren nicht näher dargestellte Leiterbahnen durch Lötstellen 19 mit den Kontaktstiften 20 elektrisch verbunden sind, deren Enden in den dafür vorge­ sehenen Ausnehmungen von Kontaktmessern 14 aufgenommen sind, die dem Anschluß eines geeigneten Gegensteckers dienen. Da die Wirkungsweise derartiger Schaltvor­ richtungen bekannt ist, braucht sie in diesem Zusammenhang nicht mehr erläutert zu werden.

Die erfindungsgemäß aufgebaute elektrohydraulische Schaltvorrichtung eignet sich sowohl für Nieder- und Mitteldruck-, als auch für den Hochdruckbereich. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo druckabhängig geregelte Systeme sicher aus- und eingeschaltet werden müssen. Weiterhin ist der Einsatz in aggressiver Atmosphäre denkbar. Hierzu ist jedoch ein hermetisch versiegelter Kontaktraum notwendig. Der ist mit Schutzgas zu füllen, d.h., man erhält eine gegetterte Kontaktatmosphäre unter der Voraussetzung, daß ein Permanentmagnet im Kontaktraum angebracht wird.

Claims (7)

1. Elektrohydraulische Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Druckes in einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage, insbesondere zur Ausgabe elektrischer Steuersignale in Abhängigkeit von zuge­ führten Drucksignalen, mit einem mittels einer Ver­ schlußkappe verschlossenen, drei koaxiale Bohrungen unterschiedlicher Durchmesser aufweisenden Gehäuse, einem vom Eingangsdruck beaufschlagbaren Kolben, der gegen den Eingangsdruck durch eine sich an einem sich am Kolben befindenden Federteller abstützende Druck­ feder vorgespannt ist, sowie einer durch den Kolben betätigbaren elektrischen Schaltungsanordnung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schal­ tungsanordnung (10) einen mit dem Kolben (3) verbun­ denen, elektrisch getrennte Kontaktringe (21, 22) tragenden Kontaktträger (6) aufweist, der in einer zylindrischen Bohrung (24) eines Einstellringes (9) axial verschiebbar angeordnet ist, in dessen Innen­ wand mehrere, am Umfang symmetrisch verteilte, mit den Kontaktringen (21, 22) zusammenwirkende, auf den Kontaktträger (6) zu vorgespannte Kontaktfedern (5 a-f) vorgesehen sind, die mit einer Steuerelek­ tronik (4) elektrisch verbunden sind.

2. Elektrohydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik durch eine mit elektronischen Bau­ elementen (15, 16, 17) bestückte Leiterplatte (4) ge­ bildet ist, die abgedichtet in der Verschlußkappe (2) angeordnet ist.

3. Elektrohydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Kontaktfedern (5 a-f) mit der Steuer­ elektronik mittels Kontaktstifte (20) erfolgt, die mit radial nach außen gebogenen Teilen der Kontakt­ federn (5 a-f) vernietet, durch axial verlaufende Bohrungen (25) des Einstellringes (9) hindurchgeführt und mit Leiterbahnen der Leiterplatte (4) verlötet sind.

4. Elektrohydraulische Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktfedern (5 a-f) unterschied­ liche axiale Längen aufweisen.

5. Elektrohydraulische Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei Kontaktfedern (5 a, b) vorgesehen sind, deren Längen der axialen Länge des Einstell­ ringes (9) entsprechen und die über jeweils eine am betreffenden Kontaktring (21, 22) angeformte Nase (51, 52 ) mit diesem in ständiger elektrischer Ver­ bindung stehen.

6. Elektrohydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kontaktträger (6) auf einem axialen Fortsatz (7) des Kolbens (3) drehfest angeordnet und mittels eines Sicherungsringes (8) gegen axiales Verschieben gesichert ist.

7. Elektrohydraulische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einstellring (9) im Gehäuse (11) axial verstellbar angeordnet ist.