EP2212169A1 - Verfahren zur optimierung des schaltverhaltens einer behälterwarnvorrichtung eines ausgleichsbehälters sowie ausgleichsbehälter für eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage mit einer schaltoptimierten behälterwarnvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur optimierung des schaltverhaltens einer behälterwarnvorrichtung eines ausgleichsbehälters sowie ausgleichsbehälter für eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage mit einer schaltoptimierten behälterwarnvorrichtung

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EP2212169A1
EP2212169A1 EP08735941A EP08735941A EP2212169A1 EP 2212169 A1 EP2212169 A1 EP 2212169A1 EP 08735941 A EP08735941 A EP 08735941A EP 08735941 A EP08735941 A EP 08735941A EP 2212169 A1 EP2212169 A1 EP 2212169A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
magnet
warning device
vessel
switching unit
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08735941A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Ludwig
Hans-Jürgen Neumann
Peter Tandler
Sven Ottmann
Lothar Schiel
Barbara Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2212169A1 publication Critical patent/EP2212169A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/225—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices brake fluid level indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/26—Reservoirs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
    • G01F23/72—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means
    • G01F23/74—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means for sensing changes in level only at discrete points
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/02—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by movement of a float carrying a magnet

Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing the switching behavior of a container warning device of a surge tank according to the preamble of claim 1 and to a surge tank according to the preamble of claim 4.
  • the required brake fluid is in the expansion tank, wherein the container warning device for monitoring the
  • Tank level as a switching element usually has a reed switch with a reed contact and as a donor usually has a magnet. If the brake fluid level is lowered and the magnet passes a predetermined switching point, reed switches are bridged by the generated magnetic field, as the magnetic attraction force of the switching tongues exceeds the spring action of the individual switching tongues.
  • the reed switch can, as described, be provided as a NO or NO switch, in which the tabs are open in the rest position. However, it is also possible to use a reed switch designed as an opener or NC switch, which has closed switching tongues in the idle state which are opened under the action of a magnetic force.
  • This signal is evaluated in a control unit and the driver of the motor vehicle can be warned by a visual and / or audible indication. It must be ensured that the expansion tank is always filled with a legally stipulated minimum brake fluid in order not to question the function of the brake system.
  • container warning devices are used to monitor the level of the container, in which a float provided with the magnet switches the reed contact as soon as the float assumes a position (switching point) in which the container level falls below a defined minimum. The reed contact triggers a recognizable warning signal for the driver.
  • reed switches usually have a plurality of so-called switching lobes (main and side lobes) distributed along a longitudinal axis of the reed switch, which each represent a switching range or a switching point.
  • switching lobes main and side lobes
  • a switching point Immediately in the area of the reed switch is the magnetically sensitive switching point, the so-called main lobe. This switching point is usually used as a switching point for the container warning device.
  • stops In order for the switching unit of the container warning device switches exclusively in the area of the main lobe, stops must be provided which precisely limit the displacement of the magnet and reliably prevent a shift in the side lobes, so that the switching behavior of the container warning device is ensured in a defined manner.
  • known reservoirs - as known for example from DE 10 2005 009 657 Al - two attacks, which are provided on one and the same component to safely prevent a switching operation in the side lobes.
  • DE 10 2005 009 657 Al are the Stops on the switching unit per se provided, since the container warning device is arranged in a cover of the expansion tank.
  • the container warning device protrudes vertically into the interior of the container in the area of the housing - upper housing part or lower housing part - the two stops are provided in the upper housing part or in the lower housing part.
  • a disadvantage is the complex and costly design of the known surge tank is considered, which is due to the provision of the two stops on a component, of which at least one stop must be positioned accurately.
  • the object is achieved by the inventive method for optimizing the switching behavior of a
  • Container warning device of a surge tank solved, which provides that the reed contact and the magnet are tuned so optimally optimized circuit that the magnet switches on a single switching lobe of the reed contact. As a result, only the main lobe of the reed contact is effective and the defined switching behavior at the predetermined switching point can be ensured.
  • Switching sensitivity of the switching unit matched. An exact positioning of the attacks can be omitted.
  • a sensitivity range of the reed contact is derived from the optimized switching sensitivity of the switching unit.
  • Motor vehicle brake system comprising a housing comprising an upper housing part and a lower housing part and a container warning device for monitoring the container level of the expansion tank comprising a switching unit with a connector and a contact carrier, which projects with a portion in a guide tube which extends into a container interior, and a Reed-Konktakt as a switching element, which is arranged on the contact carrier in the region of the container interior and which is switchable by means of a magnet in a switching point at which the switching unit generates a signal for an electronic control unit, wherein the magnet is arranged in a float, which along the guide tube between two attacks is displaced, solved, the reed contact and magnet are tuned to one another according to one of these methods optimized switching.
  • the magnet is provided as a plastic-bonded permanent magnet.
  • the magnet is unbreakable and chipping the magnet can be avoided.
  • the magnet has a magnetic flux density of about 14 mT and for the switching unit a suit excitation between 2.3 to 2.7 mT is provided, wherein the switching unit has a hysteresis pull excitation / fall excitation of 120 to 145%.
  • This will be a robust and functionally reliable switching unit created because a shock-sensitive reed switch with relatively high and low switching sensitivity and a magnet with too low and too high flux density can be avoided.
  • a first stop in the lower housing part and a second stop in the upper housing part are arranged.
  • Figure 1 the expansion tank according to the invention in plan view
  • FIG. 2 shows a detail of the invention
  • Figure 3 shows a switching unit of the expansion tank according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 4 shows a further detail of the expansion tank according to the invention partially in longitudinal section
  • Figure 5 shows a known surge tank in longitudinal section
  • FIG. 6 is a schematic representation of the switching lobes of a reed switch.
  • Fig. 1 to 4 partially as a detail of an expansion tank 1 according to the invention, which is attached for example to a master cylinder, not shown, a vehicle brake system.
  • the surge tank 1 has a projecting into its interior guide tube 2, which is closed at its, the container interior facing the end.
  • a float 3 slidably disposed, e.g. is formed as a ring and forms part of a container warning device for monitoring the container level.
  • the float 3 carries an annular magnet 4 as a magnetic encoder.
  • the expansion tank 1 consists of a housing 17 comprising a lower housing part 13 and a housing upper part 14, which are welded together at their edges.
  • the first stop 6 for the float 3 is provided in the lower housing part 13.
  • a second stop 15 is arranged in the upper housing part 14 in the region of the guide tube 2.
  • the stopper 15 is formed by a plurality of ribs arranged on the guide tube 2. The arrangement of the stops 6, 15 in different housing components, the production of the surge tank 1 can be substantially simplified.
  • the container warning device for monitoring the Container level comprises a switching unit 7 with a contact carrier 9, which is provided in the interior of the guide tube 2 and to which a reed switch 8 is attached with a reed contact as a switching element.
  • the switching unit 7 further comprises a connector 10 having a housing 11 and may, in order to facilitate the assembly and to simplify the manufacture of the switching unit 7, as shown, be integrally formed of a plastic material.
  • Contact lugs 12, to which the reed switch 8 is attached, as well as other components, such as resistors are provided in the contact carrier 9, for example, injected.
  • shingles (paddles) of the reed switch 8 close by the generated magnetic field of the magnet 4 by the magnetic attraction of the switching tongues exceeds the spring action of the individual switching tongues.
  • the reed switch 8 may be provided as NO or NO switch, in which the switching tongues are open in the rest position.
  • a reed switch 8 embodied as an opener or NC switch, which has closed switching tongues in the idle state which are opened under the action of a magnetic force. The switching process generates a signal for an electronic switching unit of the motor vehicle brake system.
  • the float 3 of this embodiment is integrally provided and has a radial recess into which the annular magnet 4 is pushed. Side walls of the recess are provided with holding means which secure the magnet 4 in its installed position.
  • the magnet 4 is provided as a plastic-bonded permanent magnet, whereby the magnet 4 is resistant to breakage and chipping the magnet 4, which in the worst case lead to a wedging of the float 3 on the guide tube 2, can be avoided.
  • Fig. 3 shows the arrangement of the reed switch 8 only schematically.
  • the reed switch 8 may be attached to a circuit board. In order to protect the reed switch 8, this can be embedded in the material of the contact carrier 9, as shown in Fig. 3.
  • the contact carrier 9 can for example be encapsulated in the area of the reed switch 8 with the same material or a portion 16 of the contact carrier 9, which protrudes into a guide tube 2 of the surge tank 1, are wrapped after attachment of the reed switch 8.
  • the contact carrier 9 has a pot-shaped portion 18 which cooperates with a housing 17 formed on the annular projection 19.
  • the reed switch 8 carrying portion 16 of the contact carrier 9 extends centrally from a bottom 20 of the cup-shaped portion 18 and the housing 11 of the connector 10 is perpendicular with respect to a longitudinal axis L of the switching unit. 7 formed on a wall 21 of the cup-shaped portion 18.
  • Fig. 4 shows the partially cut switching unit 7 after mounting in the housing 17 of the surge tank 1.
  • the guide tube 2 is provided concentrically within the annular projection 19, wherein for reinforcing the surge tank 1 in the region of the annular projection 19 between the annular Projection 19 and the guide tube 2 reinforcing ribs 22 are provided, which are shown in Fig. 1.
  • a further stabilization of the switching unit 7 is ensured via a fit 23 in the inner region of the guide tube 2 - namely between the portion 16 of the contact carrier 9 and an inner side of the guide tube 2.
  • the annular projection 19 is disposed in a region 24 of the housing 17, which is provided offset in the direction of the container interior compared to the remaining region 25 of the housing 17.
  • the switching unit 7 does not protrude beyond the housing 17 and can be a hindrance neither during transport nor in the installed state of the expansion tank 1. Furthermore, it can be avoided by the housing geometry shown that the switching unit 7 in a wrong position - for example, rotated by 180 ° with respect to the longitudinal axis L - is installed.
  • a detachable connection of the contact carrier 9 with the circumferential projection 19 may be configured, for example, as a bayonet connection, which comprises two diametrically opposite outbreaks 27 with undercuts on an inner side 26 of the cup-shaped section 18 and two diametrically opposite ribs 29 on an outer side 28 of the annular projection 19.
  • This connection allows a simple interchangeability of the switching unit 7 without the use of a tool, wherein the backgrounds prevent accidental release of the compound. It is possible to provide other latching connections, such as a snap connection with resilient snap elements and corresponding elements for snapping the snap elements.
  • the annular projection 19 is resilient and the edge 30 is sealingly against the inside 26 of the cup-shaped portion 18 at. As a result, the annular projection 19 has a dual function, since the projection 19 on the one hand an inner space 31 of the guide tube
  • the outbreaks 27 presses against the ribs 29 of the bayonet connection. Due to the configuration of the ribs 29 and the outbreaks 27, the insertion direction of the switching unit 7 is fixed and takes place either counterclockwise until the bayonet connection engages. The disassembly of the switching unit 7 takes place by pressing the switching unit 7 against the edge 30 of the annular projection 19 and turning counterclockwise or clockwise until the bayonet connection dissolves.
  • FIG. 5 shows the reed switch 8 with a plurality of characteristic lobes 32, 33, 34 distributed along a longitudinal axis of the reed switch 8, which represent a switching range or a switching point S.
  • a switching point S Immediately in the area of the reed switch 8 is the most magnetically sensitive switching point, the so-called main lobe 32. This switching point is usually used as a switching point S for the container warning device.
  • two side lobes 33, 34 adjoin the main lobe 32, which likewise constitute a switching point.
  • Fig. 6 shows a section of a known surge tank 40. As can be seen, the float is
  • the reed contact of the reed switch 8 and the magnet 4 according to the invention tuned optimally tuned to each other so that the magnet 4 switches to a single switching lobe of the reed contact by the magnetic flux density of the magnet 4 and the switching sensitivity of the switching unit 7 are matched to one another.
  • the main lobe 32 of the reed contact is effective and the defined switching behavior at the predetermined switching point S is ensured, whereby an exact positioning of the stops 6,15 can be omitted or whereby the attacks can be completely eliminated.
  • the magnet 4 has a magnetic flux density of approximately 14 mT and for the switching unit 7, a pull-in excitation between 2.3 to 2.7 mT is provided, wherein the switching unit 7 has a hysteresis of pickup excitation / fall excitation of 120 up to 145%.
  • a robust and reliable switching unit is provided, since a shock-sensitive reed switch 8 with relatively high and low switching sensitivity and a magnet 4 with too low and too high flux density can be avoided.
  • each container warning device can be designed to be optimized in terms of switching, irrespective of the design.
  • the method is applicable to container warning devices that are welded to the expansion tank 1 or latched interchangeable, or which are provided integrated in the cover screw.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung eines Ausgleichsbehälter 1, insbesondere für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Gehäuse 17 und der Behälterwarn-vorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes des Ausgleichsbehälters 1 umfassend eine Schalteinheit 7 mit einem Reed-Kontakt als Schaltelement, welcher mittels eines Magneten 4 in einem Schaltpunkt S, an welchem die Schalteinheit 7 ein Signal für eine elektronische Steuereinheit generiert, schaltbar ist, sowie ein Ausgleichsbehälter 1, dessen Behälterwarnvorrichtung mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens schaltoptimiert wurde. Um einen Ausgleichsbehälter bereitzustellen, welcher hinsichtlich Schaltverhalten der Behälterwarnvorrichtung und Kosten verbessert ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Reed-Kontakt und der Magnet 4 derart schaltoptimiert aufeinander abgestimmt werden, dass der Magnet 4 an einer einzigen Schaltkeule 32 des Reed-Kontaktes schaltet.

Description

Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung eines Ausgleichsbehälters sowie Ausgleichsbehälter für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer schaltoptimierten Behälterwarnvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung eines Ausgleichsbehälters gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Ausgleichsbehälter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 4.
In einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage befindet sich die benötigte Bremsflüssigkeit in dem Ausgleichsbehälter, wobei die Behälterwarnvorrichtung zum Überwachen des
Behälterfüllstandes als Schaltelement üblicherweise einen Reed- Schalter mit einem Reed-Kontakt und als Geber üblicherweise einen Magneten aufweist. Senkt sich der Bremsflüssigkeitsstand und passiert der Magnet einen vorgegebenen Schaltpunkt, so schließen sich Schaltzungen (Paddel) des Reed-Schalters durch das erzeugte Magnetfeld, indem die magnetische Anziehungskraft der Schaltzungen die Federwirkung der einzelnen Schaltzungen übersteigt. Der Reed-Schalter kann, wie beschrieben, als Schließer bzw. NO-Schalter vorgesehen sein, bei welchem die Schaltzungen in Ruhestellung geöffnet sind. Jedoch ist auch der Einsatz eines als Öffner bzw. NC-Schalter ausgebildeten Reed- Schalters möglich, welcher im Ruhezustand geschlossene Schaltzungen aufweist, die unter Einwirkung einer Magnetkraft geöffnet werden. Dieses Signal wird in einem Steuergerät ausgewertet und der Fahrer des Kraftfahrzeuges kann durch eine optische und/oder akustische Anzeige gewarnt werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass der Ausgleichsbehälter immer mit einem gesetzlich festgelegten Minimum an Bremsflüssigkeit gefüllt ist, um die Funktion der Bremsanlage nicht in Frage zu stellen. In der Regel werden Behälterwarnvorrichtungen zum Überwachen des Behälterfüllstandes verwendet, bei denen ein mit dem Magneten versehener Schwimmer den Reed-Kontakt schaltet, sobald der Schwimmer eine Lage (Schaltpunkt) einnimmt, in der der Behälterfüllstand ein definiertes Minimum unterschreitet. Durch den Reed-Kontakt wird ein für den Fahrer erkennbares Warnsignal ausgelöst .
Reed-Schalter weisen jedoch üblicherweise mehrere, entlang einer Längsachse des Reed-Schalters verteilte, so genannte Schaltkeulen (Haupt- und Nebenkeulen) auf, welche jeweils einen Schaltbereich bzw. einen Schaltpunkt repräsentieren. Unmittelbar im Bereich des Reed-Schalters befindet sich der magnetisch empfindlichste Schaltpunkt, die so genannte Hauptkeule. Dieser Schaltpunkt wird gewöhnlich als Schaltpunkt für die Behälterwarnvorrichtung genutzt.
Damit die Schalteinheit der Behälterwarnvorrichtung ausschließlich im Bereich der Hauptkeule schaltet, müssen Anschläge vorgesehen werden, welche die Verschiebung des Magneten exakt begrenzen und einen Schaltvorgang im Bereich der Nebenkeulen zuverlässig verhindern, damit das Schaltverhalten der Behälterwarnvorrichtung in definierter Weise sichergestellt ist. Hierzu weisen bekannte Ausgleichsbehälter - wie beispielsweise aus der DE 10 2005 009 657 Al bekannt - zwei Anschläge auf, welche an ein und dem selben Bauteil vorgesehen sind, um einen Schaltvorgang im Bereich der Nebenkeulen sicher zu verhindern. Gemäß der DE 10 2005 009 657 Al sind die Anschläge an der Schalteinheit an sich vorgesehen, da die Behälterwarnvorrichtung in einem Deckel des Ausgleichsbehälters angeordnet ist. Ragt die Behälterwarnvorrichtung im Bereich des Gehäuses - Gehäuseoberteil oder Gehäuseunterteil - senkrecht in den Behälterinnenraum hinein, sind die beiden Anschläge im Gehäuseoberteil bzw. im Gehäuseunterteil vorgesehen. Als nachteilig wird die aufwendige und kostenintensive Ausgestaltung der bekannten Ausgleichsbehälter angesehen, welche durch das Vorsehen der beiden Anschläge an einem Bauteil bedingt ist, von denen wenigstens ein Anschlag exakt positioniert werden muss.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen Ausgleichsbehälter bereitzustellen, welcher hinsichtlich Schaltverhalten der Behälterwarnvorrichtung und Kosten verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer
Behälterwarnvorrichtung eines Ausgleichsbehälters gelöst, welches vorsieht, dass der Reed-Kontakt und der Magnet derart schaltoptimiert aufeinander abgestimmt werden, dass der Magnet an einer einzigen Schaltkeule des Reed-Kontaktes schaltet. Dadurch ist nur die Hauptkeule des Reed-Kontaktes wirksam und das definierte Schaltverhalten am vorgegebenen Schaltpunkt kann sichergestellt werden.
In einfacher Weise werden gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die magnetische Flussdichte des Magnetes und die
Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit aufeinander abgestimmt. Eine exakte Positionierung der Anschläge kann dadurch entfallen . Vorzugsweise wird ein Empfindlichkeitsbereich des Reed- Kontaktes aus der optimierten Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit abgeleitet.
Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch einen Ausgleichsbehälter für eine hydraulische
Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Gehäuse umfassend ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil und einer Behälterwarnvorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes des Ausgleichsbehälters umfassend eine Schalteinheit mit einem Steckverbinder und einem Kontaktträger, welcher mit einem Abschnitt in ein Führungsrohr hineinragt, das sich in einen Behälterinnenraum erstreckt, sowie ein Reed-Konktakt als Schaltelement, welches am Kontaktträger im Bereich des Behälterinnenraumes angeordnet ist und das mittels eines Magneten in einem Schaltpunkt, an welchem die Schalteinheit ein Signal für eine elektronische Steuereinheit generiert, schaltbar ist, wobei der Magnet in einem Schwimmer angeordnet ist, welcher längs des Führungsrohres zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist, gelöst, dessen Reed-Kontakt und Magnet nach einem der genannten Verfahren schaltoptimiert aufeinander abgestimmt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Magnet als kunststoffgebundener Dauermagnet vorgesehen. Dadurch ist der Magnet bruchfest und Absplitterungen des Magneten können vermieden werden.
Vorzugsweise weist der Magnet eine magnetische Flussdichte von ca. 14 mT auf und für die Schalteinheit ist eine Anzugserregung zwischen 2,3 bis 2,7 mT vorgesehen, wobei die Schalteinheit eine Hysterese Anzugserregung/Abfallserregung von 120 bis 145% aufweist. Dadurch wird eine robuste und funktionssichere Schalteinheit geschaffen, da ein schockempfindlicher Reed-Schalter mit relativ hoher und niedriger Schaltempfindlichkeit sowie ein Magnet mit zu niedriger und zu hoher Flussdichte vermieden werden können.
Um eine einfachere und kostengünstigere Herstellung des Ausgleichsbehälters zu ermöglichen, sind ein erster Anschlag im Gehäuseunterteil und ein zweiter Anschlag im Gehäuseoberteil angeordnet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung hervor, welche eine Ausführungsform zeigt. Dabei zeigt jeweils stark schematisiert sowie teilweise im Schnitt:
Figur 1 den erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter in Draufsicht;
Figur 2 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen
Ausgleichsbehälters teilweise geschnitten;
Figur 3 eine Schalteinheit des erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters im Längsschnitt;
Figur 4 einen weiteren Ausschnitt des erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters teilweise im Längsschnitt;
Figur 5 einen bekannten Ausgleichsbehälter im Längsschnitt und
Figur 6 eine schematische Darstellung von Schaltkeulen eines Reed-Schalters . Fig. 1 bis 4 zeigen teilweise als Ausschnitt einen erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter 1, der beispielsweise an einem nicht dargestellten Hauptzylinder einer Fahrzeugbremsanlage befestigt ist. Der Ausgleichsbehälter 1 weist ein in sein Inneres ragendes Führungsrohr 2 auf, das an seinem, dem Behälterinneren zugewandten Ende verschlossen ist.
Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, welche einen Teilausschnitt des Ausgleichsbehälters 1 zeigt, ist längs des Führungsrohres 2, das beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt hat, ein Schwimmer 3 verschiebbar angeordnet, der z.B. als Ring ausgebildet ist und einen Bestandteil einer Behälterwarnvorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes darstellt. Der Schwimmer 3 trägt einen ringförmigen Magneten 4 als magnetischen Geber. Ein vom Boden 5 des Ausgleichsbehälters 1 emporragender, erster Anschlag 6 begrenzt die Verschiebung des Schwimmers 3 auf dem Führungsrohr 2 in Richtung Boden 5. Dieser Anschlag 6 legt die tiefste Stellung des Schwimmers 3 im Ausgleichsbehälter 1 fest und verhindert, dass der Schwimmer 3 das Führungsrohr 2 verlassen kann.
Der Ausgleichsbehälter 1 besteht aus einem Gehäuse 17 umfassend ein Gehäuseunterteil 13 und ein Gehäuseoberteil 14, welche an ihren Rändern miteinander verschweißt sind. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der erste Anschlag 6 für den Schwimmer 3 im Gehäuseunterteil 13 vorgesehen. Ein zweiter Anschlag 15 ist im Gehäuseoberteil 14 im Bereich des Führungsrohres 2 angeordnet. Wie in Fig. 4 angedeutet, wird der Anschlag 15 durch mehrere am Führungsrohr 2 angeordnete Rippen gebildet. Durch die Anordnung der Anschläge 6, 15 in verschiedenen Gehäusebauteilen kann die Herstellung des Ausgleichsbehälters 1 wesentlich vereinfacht werden .
Die Behälterwarnvorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes umfasst eine Schalteinheit 7 mit einem Kontaktträger 9, welcher im Inneren des Führungsrohrs 2 vorgesehen ist und an dem ein Reed-Schalter 8 mit einem Reed- Kontakt als Schaltelement befestigt ist. Die Schalteinheit 7 umfasst weiter einen Steckverbinder 10 mit einem Gehäuse 11 und kann, um die Montage zu erleichtern und die Herstellung der Schalteinheit 7 zu vereinfachen, wie dargestellt, einteilig aus einem Kunststoffwerkstoff ausgebildet sein. Kontaktfahnen 12, an welchen der Reed-Schalter 8 befestigt ist, sowie andere Bauteile, wie beispielsweise Widerstände, sind in den Kontaktträger 9 beispielsweise eingespritzt vorgesehen.
Sobald der Magnet 4 durch Absinken des Behälterfüllstandes einen Schaltpunkt S des Reed-Schalters 8 passiert, schließen sich Schaltzungen (Paddel) des Reed-Schalters 8 durch das erzeugte Magnetfeld des Magneten 4, indem die magnetische Anziehungskraft der Schaltzungen die Federwirkung der einzelnen Schaltzungen übersteigt. Der Reed-Schalter 8 kann als Schließer bzw. NO-Schalter vorgesehen sein, bei welchem die Schaltzungen in Ruhestellung geöffnet sind. Jedoch ist auch der Einsatz eines als Öffner bzw. NC-Schalter ausgebildeten Reed-Schalters 8 möglich, welcher im Ruhezustand geschlossene Schaltzungen aufweist, die unter Einwirkung einer Magnetkraft geöffnet werden. Durch den Schaltvorgang wird ein Signal für eine elektronische Schalteinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage generiert .
Der Schwimmer 3 dieses Ausführungsbeispiels ist einstückig vorgesehen und weist eine radiale Aussparung auf, in welche der ringförmige Magnet 4 geschoben wird. Seitenwände der Aussparung sind dabei mit Haltemitteln versehen, welche den Magneten 4 in seiner Einbaulage sichern. Der Magnet 4 ist als kunststoffgebundener Dauermagnet vorgesehen, wodurch der Magnet 4 bruchfest ist und Absplitterungen des Magneten 4, die im schlimmsten Fall zu einem Verkeilen des Schwimmers 3 auf dem Führungsrohr 2 führen, vermieden werden können.
Fig. 3 zeigt die Anordnung des Reed-Schalters 8 nur schematisch. So ist es denkbar, den Reed-Schalter 8 in einer Ausnehmung des Kontaktträgers 9 anzuordnen und darin mit den Kontaktfahnen 12 zu befestigen. Alternativ kann der Reed- Schalter 8 an einer Leiterplatte befestigt sein. Um den Reed-Schalter 8 zu schützen, kann dieser in das Material des Kontaktträgers 9 eingebetet sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Hierzu kann der Kontaktträger 9 beispielsweise im Bereich des Reed-Schalters 8 mit dem gleichen Material umspritzt werden bzw. kann ein Abschnitt 16 des Kontaktträgers 9, der in ein Führungsrohr 2 des Ausgleichsbehälters 1 hineinragt, nach Befestigung des Reed- Schalters 8 umhüllt werden.
Um eine lösbare Verbindung der Schalteinheit 7 mit dem Gehäuse 17 des Ausgleichsbehälters 1 zu ermöglichen, weist der Kontaktträger 9 einen topfförmigen Abschnitt 18 auf, welcher mit einem am Gehäuse 17 ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 19 zusammenwirkt. Wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen ist, erstreckt sich der den Reed-Schalter 8 tragende Abschnitt 16 des Kontaktträgers 9 mittig von einem Boden 20 des topfförmigen Abschnittes 18 und das Gehäuse 11 des Steckverbinders 10 ist senkrecht in Bezug auf eine Längsachse L der Schalteinheit 7 an eine Wandung 21 des topfförmigen Abschnittes 18 angeformt.
Fig. 4 zeigt die teilweise geschnittene Schalteinheit 7 nach der Montage in das Gehäuse 17 des Ausgleichsbehälters 1. Wie ersichtlich ist, ist das Führungsrohr 2 konzentrisch innerhalb des ringförmigen Vorsprungs 19 vorgesehen, wobei zur Verstärkung des Ausgleichsbehälters 1 im Bereich des ringförmigen Vorsprunges 19 zwischen dem ringförmigen Vorsprung 19 und dem Führungsrohr 2 Verstärkungsrippen 22 vorgesehen sind, welche in Fig. 1 dargestellt sind.
Eine weitere Stabilisierung der Schalteinheit 7 wird über eine Passung 23 im Innenbereich des Führungsrohres 2 - nämlich zwischen dem Abschnitt 16 des Kontaktträgers 9 und einer Innenseite des Führungsrohres 2 gewährleistet.
Um das Packaging des Ausgleichsbehälters 1 zu optimieren, ist der ringförmige Vorsprung 19 in einem Bereich 24 des Gehäuses 17 angeordnet, welcher im Vergleich zum restlichen Bereich 25 des Gehäuses 17 in Richtung Behälterinnenraum versetzt vorgesehen ist. Somit steht die Schalteinheit 7 nicht über das Gehäuse 17 hervor und kann weder beim Transport noch im eingebauten Zustand des Ausgleichsbehälters 1 hinderlich sein. Ferner kann durch die gezeigte Gehäusegeometrie vermieden werden, dass die Schalteinheit 7 in einer falschen Lage - beispielsweise um 180° in Bezug auf die Längsachse L verdreht - eingebaut wird.
Eine lösbare Verbindung des Kontaktträgers 9 mit dem umlaufenden Vorsprung 19 kann beispielsweise als Bajonettverbindung ausgestaltet, welche auf einer Innenseite 26 des topfförmigen Abschnittes 18 zwei diametral gegenüberliegende Ausbrüche 27 mit Hinterscheidungen und auf einer Außenseite 28 des ringförmigen Vorsprunges 19 zwei diametral gegenüberliegende Rippen 29 umfasst. Diese Verbindung erlaubt eine einfache Austauschbarkeit der Schalteinheit 7 ohne die Verwendung eines Werkzeuges, wobei die Hinterscheidungen ein ungewolltes Lösen der Verbindung verhindern. Hierbei ist es möglich, auch andere rastende Verbindungen vorzusehen, wie beispielsweise eine Schnapp- Verbindung mit federnden Schnapp-Elementen und entsprechenden Elementen zum Einschnappen der Schnapp-Elemente . Der ringförmige Vorsprung 19 ist federnd ausgebildet und dessen Rand 30 liegt dichtend an der Innenseite 26 des topfförmigen Abschnittes 18 an. Hierdurch kommt dem ringförmigen Vorsprung 19 eine Doppelfunktion zu, da der Vorsprung 19 einerseits einen Innenraum 31 des Führungsrohres
2 gegen ein Eindringen von Spritzwasser schützt und andererseits die Ausbrüche 27 gegen die Rippen 29 der Bajonettverbindung drückt. Durch die Ausgestaltung der Rippen 29 und der Ausbrüche 27 ist die Eindrehrichtung der Schalteinheit 7 festgelegt und erfolgt entweder gegen den Uhrzeigersinn bis zum Einrasten der Bajonettverbindung. Die Demontage der Schalteinheit 7 erfolgt durch Eindrücken der Schalteinheit 7 gegen den Rand 30 des ringförmigen Vorsprunges 19 und Drehen gegen oder im Uhrzeigersinn bis sich die Bajonettverbindung löst.
Fig. 5 zeigt den Reed-Schalter 8 mit mehreren, charakteristischen Schaltkeulen 32,33,34, die entlang einer Längsachse des Reed-Schalters 8 verteilt sind und welche einen Schaltbereich bzw. einen Schaltpunkt S repräsentieren. Unmittelbar im Bereich des Reed-Schalters 8 befindet sich der magnetisch empfindlichste Schaltpunkt, die so genannte Hauptkeule 32. Dieser Schaltpunkt wird gewöhnlich als Schaltpunkt S für die Behälterwarnvorrichtung genutzt. Wie Fig, 5 zeigt, schließen sich an die Hauptkeule 32 zwei Nebenkeulen 33,34 an, welche ebenfalls einen Schaltpunkt darstellen.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt eines bekannten Ausgleichsbehälters 40. Wie ersichtlich ist, ist der Schwimmer
3 zwischen zwei Anschlägen 41,42 angeordnet, welche beide am Gehäuseoberteil vorgesehen sind. Wie beschrieben wurde ist es bei bekannten Ausgleichsbehältern notwendig, die Anschläge 41,42 sehr eng und sehr exakt zu positionieren, dass ein Schaltvorgang im Bereich der Nebenschaltkeulen 33,34 ausgeschlossen werden kann. Dadurch erhält man eine aufwendige und kostenintensive Ausgestaltung des Gehäuses bzw. der Schalteinheit .
Um eine funktionssichere und robuste Schalteinheit 7 der Behälterwarnvorrichtung bei gleichzeitiger Kostenreduzierung zu erhalten, werden der Reed-Kontakt des Reed-Schalters 8 und der Magnet 4 erfindungsgemäß derart schaltoptimiert aufeinander abgestimmt, dass der Magnet 4 an einer einzigen Schaltkeule des Reed-Kontaktes schaltet, indem die magnetische Flussdichte des Magnetes 4 und die Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit 7 aufeinander abgestimmt werden. Dadurch ist nur die Hauptkeule 32 des Reed-Kontaktes wirksam und das definierte Schaltverhalten am vorgegebenen Schaltpunkt S ist sichergestellt, wodurch eine exakte Positionierung der Anschläge 6,15 entfallen kann bzw. wodurch die Anschläge vollkommen entfallen können.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Magnet 4 eine magnetische Flussdichte von ca. 14 mT aufweist und für die Schalteinheit 7 ist eine Anzugserregung zwischen 2,3 bis 2,7 mT vorgesehen ist, wobei die Schalteinheit 7 eine Hysterese Anzugserregung/Abfallserregung von 120 bis 145% aufweist. Dadurch wird eine robuste und funktionssichere Schalteinheit geschaffen, da ein schockempfindlicher Reed-Schalter 8 mit relativ hoher und niedriger Schaltempfindlichkeit sowie ein Magnet 4 mit zu niedriger und zu hoher Flussdichte vermieden werden können.
Nach der Ermittlung der Anzugserregung der Schalteinheit 7 kann der entsprechende Empfindlichkeitsbereich des Reed-Kontaktes aus der optimierten Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit 7 abgeleitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht an die Ausgestaltung des beschriebenen Ausführungsbeispiels des Ausgleichsbehälters 1 gebunden. Grundsätzlich kann jede Behälterwarnvorrichtung unabhängig von der Bauart in der beschriebenen Weise schaltoptimiert ausgelegt werden. So ist das Verfahren anwendbar auf Behälterwarnvorrichtungen, die am Ausgleichsbehälter 1 angeschweißt oder austauschbar verrastet sind, oder welche in der Deckelverschraubung integriert vorgesehen sind. Ferner ist es für die Erfindung nicht entscheidend, ob der Reed-Kontakt und eventuell vorhandene Widerstände direkt an den Kontaktfahnen 12 oder an einer Leiterplatte angeschweißt sind.
Bezugszeichenliste
1 Ausgleichsbehälter
2 Führungsrohr
3 Schwimmer
4 Magnet
5 Boden
6 Anschlag
7 Schalteinheit
8 Reed-Schalter
9 Kontaktträger
10 Steckverbinder
11 Gehäuse
12 Kontaktfahne
13 Gehäuseunterteil
14 Gehäuseoberteil
15 Anschlag
16 Abschnitt
17 Gehäuse
18 Abschnitt
19 Vorsprung
20 Boden
21 Wandung
22 Verstärkungsrippe
23 Passung
24 Bereich
25 Bereich
26 Innenseite
27 Ausbruch
28 Außenseite
29 Rippe
30 Rand
31 Innenraum
32 Hauptkeule 33 Nebenkeule
34 Nebenkeule
40 Ausgleichsbehälter
41 Anschlag
42 Anschlag
L Längsachse S Schaltpunkt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung eines Ausgleichsbehälter (1), insbesondere für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Gehäuse (17) und der Behälterwarn-vorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes des Ausgleichsbehälters (1) umfassend eine Schalteinheit (7) mit einem Reed-Kontakt als Schaltelement, welcher mittels eines Magneten (4) in einem Schaltpunkt (S), an welchem die Schalteinheit (7) ein Signal für eine elektronische Steuereinheit generiert, schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reed-Kontakt und der Magnet (4) derart schaltoptimiert aufeinander abgestimmt werden, dass der Magnet (4) an einer einzigen Schaltkeule (32) des Reed- Kontaktes schaltet.
2. Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Flussdichte des Magnetes (4) und die Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit (7) aufeinander abgestimmt werden.
3. Verfahren zur Optimierung des Schaltverhaltens einer Behälterwarnvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Empfindlichkeitsbereich des Reed-Kontaktes aus der optimierten Schaltempfindlichkeit der Schalteinheit (7) abgeleitet wird.
4. Ausgleichsbehälter (1) für eine hydraulische
Kraftfahrzeugbremsanlage mit - einem Gehäuse (1) umfassend ein Gehäuseoberteil (14^ und ein Gehäuseunterteil (13) und
- einer Behälterwarnvorrichtung zum Überwachen des Behälterfüllstandes des Ausgleichsbehälters (1) umfassend
- eine Schalteinheit (7) mit einem Steckverbinder
(10) und einem Kontaktträger (9), welcher mit einem Abschnitt (16) in ein Führungsrohr (2) hineinragt, das sich in einen Behälterinnenraum erstreckt,
- sowie ein Reed-Konktakt als Schaltelement, welches am Kontaktträger (9) im Bereich des Behälterinnenraumes angeordnet ist und das mittels eines Magneten (4) in einem Schaltpunkt (S), an welchem die Schalteinheit (7) ein Signal für eine elektronische Steuereinheit generiert, schaltbar ist, wobei der Magnet (4) in einem Schwimmer (3) angeordnet ist, welcher längs des Führungsrohres (2) zwischen zwei Anschlägen (6,15) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Reed-Kontakt und der Magnet (4) nach einem der Verfahren nach Ansprüche 1 bis 3 schaltoptimiert aufeinander abgestimmt sind.
5. Ausgleichsbehälter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (4) als kunststoffgebundener Dauermagnet vorgesehen ist.
6. Ausgleichsbehälter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (4) eine magnetische Flussdichte von ca. 14 mT aufweist und für die Schalteinheit (7) eine Anzugserregung zwischen 2,3 bis 2,7 mT vorgesehen ist, wobei die Schalteinheit (7)
eine Hysterese Anzugserregung/Abfallserregung von 120 bis 145% aufweist.
7. Ausgleichsbehälter (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschlag (6) im Gehäuseunterteil (13) und ein zweiter Anschlag (15) im Gehäuseoberteil (14) angeordnet sind.
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