-
Die
Erfindung betrifft ein Ventilgehäuse,
insbesondere für
einen Schwingungsdämpfer,
entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Aus
der
DE 199 50 177
A1 ist es bekannt, einen Schwingungsdämpfer als Fahrwerksbauteil
mit elektronischen Komponenten auszurüsten, wobei die Systemkonfiguration
den Aufwand für
die Schaltungsanordnung bestimmt. Eine detaillierte konstruktive
Umsetzung ist der Beschreibung nicht entnehmbar.
-
Die
DE 44 27 559 A1 bezieht
sich auf einen Schwingungsdämpfer
mit veränderbarer
Dämpfkraft, an
dessen Ventilbaugruppe ein Beschleunigungssensor befestigt wurde.
Der Beschleunigungssensor ist in einem scheibenartigen separaten
Gehäuse
angeordnet, das die Rückseite
eines verstellbaren Ventils abdeckt.
-
Für eine optimale
Einstellung der Ventilbaugruppe eines verstellbaren Ventil ist es
beispielsweise aus der
DE
197 22 216 A1 bekannt, eine Gehäusekappe zu verwenden, die
einen Zugriff auf das verstellbare Ventil, z. B. einer Stellschraube
zur Einstellung einer Feder, die auf einen Anker wirkt, oder einen
Leitkörper
zur Einstellung des magnetischen Flusses innerhalb eines Magnetkreises
ermöglicht.
-
Eine Übertragung
eines scheibenartigen Gehäuses
auf eine Ventilbaugruppe nach der
DE 197 22 216 A1 ist nicht möglich, da
ansonsten eine wesentliche Einstellmöglichkeit der Ventilbaugruppe
nicht mehr zur Verfügung
steht.
-
Eine
Alternative könnte
darin bestehen, dass die Schaltungsanordnung in einem separaten
Gehäuse
an dem Schwingungsdämpfer
befestigt wird. Damit ist aber das Problem der Kabelführung zur Ventilbaugruppe
verbunden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache und belastbare
Anbindung der Schaltungsanordnung am Schwingungsdämpfer zu
realisieren.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Schaltungsanordnung eine Aussparung für einen Zugang zum Aktuator
aufweist.
-
Der
große
Vorteil besteht darin, dass einerseits eine günstige Verbindung der Schaltungsanordnung
mit dem verstellbaren Ventilteil und andererseits die Möglichkeit
des Zugangs zum Aktuator vorliegt.
-
Dabei
ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung auf einer kreisringförmigen Leiterplatte ausgeführt ist,
deren Durchgangsöffnung
den Zugang zum Aktuator ermög licht.
Die kreisringförmige Leiterplatte
bietet eine vergleichsweise große
Bestückungsfläche.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass durch
die Durchgangsöffnung
der Leiterplatte ein bewegliches Aktuatorbauteil geführt wird.
Dieses Merkmal ermöglicht
die koaxiale Anordnung von Aktuatorteilen zur Leiterplatte. Die
Leiterplatte kann wahlweise unterhalb oder oberhalb des Spulenkörpers angeordnet
sein, so dass insgesamt eine sehr kurze Gehäuselänge gewählt werden kann.
-
In
weiterer Ausgestaltung weist die Leiterplatte einen kreisringförmigen und
einen sich daran radial anschließenden Bestückungsbereich für elektronische
Bauteile auf. Der sich radial anschließende Bestückungsbereich dient vornehmlich
für größere elektronische
Bauelemente.
-
Gemäß einem
vorteilhaften Unteranspruch ist vorgesehen, dass der kreisringförmige Bestückungsbereich
in seiner radialen Ausdehnung einer Spule des Aktuators angepasst
ist. Damit benötigt
die Leiterplatte keinen größeren Bauraum
als die Spule. Andererseits kann die Spule auf einem sehr kurzen Weg
an die Leiterplatte angeschlossen werden, auf der wiederum die elektrische
Verbindung zu einem Anschlusskabel ausgeführt ist.
-
Die
Schaltungsanordnung innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist. Ein außen angebautes
Gehäuse,
wie im Stand der Technik beschrieben, mit all seinen Nachtei len
bezüglich
der Schmutzempfindlichkeit und der mechanischen Belastbarkeit kann vermieden
werden.
-
Dabei
weist die Schaltungsanordnung eine Beschichtung auf, die als inneres
Gehäuse
ausgeführt
ist. Die Beschichtung wirkt mechanisch verfestigend auf die Leiterplatte
und den darauf angeordneten elektronischen Bauteilen.
-
In
weiterer konstruktiver Ausgestaltung geht die Beschichtung der Schaltungsanordnung
zur Positionierung eine Formschlussverbindung mit dem Aktuator ein.
Das Risiko einer fehlerhaften Montage wird damit minimiert.
-
Für einen
besonderes wirksamen Schutz gegen Schmutz ist die Schaltungsanordnung
mit einer die Spule des Aktuators einschließenden äußeren Kunststoffummantelung
versehen.
-
Anhand
der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden
-
1 Beschreibung
der technischen Anwendung an einem Schwingungsdämpfer
-
2 Ausschnitt
aus einer Absperrventilbaugruppe mit der Schaltungsanordnung
-
3 Leiterplatte
als Einzelteil
-
4–5 Beschichtete
Leiterplatte
-
6 Alternative
Schaltungsanorndung zur 2
-
In 1 weist
ein Schwingungsdämpfer
einen Zylinder 1 auf, in dem eine Kolbenstange 3 axial beweglich
angeordnet ist. Eine Führungs-
und Dichtungseinheit 7 führt die Kolbenstange 3 aus
dem oberen Ende des Zylinders heraus. Innerhalb des Zylinders 1 ist
an der Kolbenstange 3 eine Kolbeneinheit 9 mit
einer Kolbenventilanordnung 11 befestigt. Das untere Ende
des Zylinders 1 ist durch eine Bodenplatte 13 mit
einer Bodenventilanordnung 15 abgeschlossen. Der Zylinder 1 wird
von einem Behälterrohr 17 umhüllt. Das
Behälterrohr 17 und
ein Zwischenrohr 5 bilden einen Ringraum 19, der
eine Ausgleichskammer darstellt. Der Raum innerhalb des Zylinders 1 ist
durch die Kolbeneinheit 9 in eine erste Arbeitskammer 21a und
eine zweite Arbeitskammer 21b unterteilt. Die Arbeitskammern 21a und 21b sind mit
Druckflüssigkeit
gefüllt.
Die Ausgleichskammer 19 ist bis zu dem Niveau 19a mit
Flüssigkeit
und darüber
mit Gas gefüllt.
Innerhalb der Ausgleichskammer 19 ist eine erste Leitungsstrecke,
nämlich
eine Hochdruckteilstrecke 23, gebildet, welche über eine Bohrung 25 des
Zylinders 1 mit der zweiten Arbeitskammer 21b in
Verbindung steht. An diese Hochdruckteilstrecke schließt sich
eine seitlich an dem Behälterrohr 17 angebaute
Absperrventileinrichtung 27 an. Von dieser führt, nicht
dargestellt, eine zweite Leitungsstrecke, nämlich eine Niederdruckteilstrecke,
in die Ausgleichskammer 19.
-
Fährt die
Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 nach oben aus,
verkleinert sich die obere Arbeitskammer 21b. Es baut sich
in der oberen Arbeitskammer 21b ein Überdruck auf, der sich nur
durch die Kolbenventilanordnung 11 in die untere Arbeitskammer 21a abbauen
kann, solange die Absperrventileinrichtung 27 geschlossen
ist. Wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist,
so fließt
gleichzeitig Flüssigkeit
von der oberen Arbeitskammer 21b durch die Hochdruckteilstrecke 23 und
die Ab sperrventileinrichtung 27 in die Ausgleichskammer 19.
Die Dämpfcharakteristik
des Schwingungsdämpfers beim
Ausfahren der Kolbenstange 3 ist also davon abhängig, ob
die Absperrventileinrichtung 27 mehr oder weniger offen
oder geschlossen ist. Dabei kann die Einstellbarkeit der Absperrventileinrichtung
gestuft oder stufenlos erfolgen.
-
Wenn
die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 einfährt, so
bildet sich in der unteren Arbeitskammer 21a ein Überdruck.
Flüssigkeit
kann von der unteren Arbeitskammer 21a durch die Kolbenventilanordnung 11 nach
oben in die obere Arbeitskammer 21b übergehen. Die durch das zunehmende
Kolbenstangenvolumen innerhalb des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit
wird durch die Bodenventilanordnung 15 in die Ausgleichskammer 19 ausgetrieben.
in der oberen Arbeitskammer 21b tritt, da der Durchflusswiderstand
der Kolbenventilanordnung 11 geringer ist als der Durchflusswiderstand
der Bodenventilanordnung 15, ebenfalls ein steigender Druck
auf. Dieser steigende Druck kann bei geöffneter Absperrventileinrichtung 27 durch
die Hochdruckteilstrecke 23 wiederum in den Ausgleichsraum 19 überfließen. Dies
bedeutet, dass bei geöffneter
Absperrventileinrichtung 27 der Stoßdämpfer auch beim Einfahren dann
eine weichere Charakteristik hat, wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist
und eine härtere Charakteristik,
wenn die Absperrventileinrichtung geschlossen ist, genauso wie beim
Ausfahren der Kolbenstange. Festzuhalten ist, dass die Strömungsrichtung
durch die Hochdruckteilstrecke 23 des Bypasses immer die
gleiche ist, unabhängig
davon , ob die Kolbenstange ein- oder ausfährt.
-
Die
2 zeigt
aus der Absperrventilbaugruppe
27 einen Ausschnitt, der
sich auf ein Vorsteuerventil
29 beschränkt. Auf die Beschreibung des
mit dem Vorstufenventil in Wirkverbindung stehenden Hauptstufenventils
wird verzichtet. In diesem Zusammenhang wird auf die
DE 197 22 216 A1 verwiesen, in
der detailliert auf den Aufbau und die Funktionsweise der gesamten
Absperrventilbaugruppe eingegangen wird.
-
Das
Vorsteuerventil 29 wird von einem topfförmigen Gehäuseunterteil 31 gehalten.
Auf einem Boden 33 des Gehäuseunterteils ist eine Baueinheit, umfassend
einen Spulenkörper 35 mit
einer Schaltungsanordnung 37 und einem Kabelanschluss 39 geführt. Der
Spulenkörper
ist auf einem Träger 41 gewickelt,
der bevorzugt aus einem Kunststoff besteht. Auf dem Spulenkörper ist
die Schaltungsanordnung positioniert. Die Schaltungsanordnung umfasst
eine Leiterplatte 43 gemäß der 3, die einen
kreisringförmigen
und einen sich daran radial anschließenden trapezförmigen Bestückungsbereich 45, 47 aufweist. Der
kreisringförmige
Bestückungsbereich
ist in seiner radialen Ausdehnung der Spule angepasst. Für die Ansteuerung
der Spule dienen zwei Anschlussöffnungen 49.
Zusätzlich
enthält
die Leiterplatte einige Anschlussöffnungen 51 für die nicht
dargestellten elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte. Der trapezförmige Bestückungsbereich 49 nimmt
die größeren Bauelemente
auf. Die geometrische Form der Leiterplatte wurde aus Bauraumerfordernissen
im Hinblick auf eine möglichst
günstige
Ummantelung der Baueinheit gewählt.
-
In
den 4 und 5 zeigen eine Unterbaueinheit
der 2, nämlich
die Schaltungsanordnung 37. Auf der Leiterplatte sind die
zumindest mechanisch empfindlichen elektronische Bauteile angeordnet,
die insbesondere gegen Schmutz und Nässe geschützt werden müssen. Dazu
wird auf die Leiterplatte eine Beschichtung 53 aufgebracht,
z. B. durch ein Tauch-Beschichtung oder einem aushärtbaren Schaum,
z. B. PU-Schaum, der auch in einer Fertigungskette sehr schnell
aushärtet.
Bevorzugt kommt ein thermoplastischer Kleber zur Anwendung, der
in einem Niederdruckverfahren aufgetragen wird. Der Druck beträgt weniger
als 50 bar und die Temperatur liegt mit ca. 150°C bis 170°C ebenfalls
in einem Bereich, der von den elektronischen Bauteilen ertragen werden
kann. Die Beschichtung wirkt mechanisch schützend für die elektronischen Bauteile.
-
Die
Beschichtung ist zwar im Bereich der Anschlüsse 49; 51 für die Leiterplatte
ausgespart, ansonsten jedoch, auch im Bereich einer Durchgangsöffnung 55 des
kreisringförmigen
Leiterplattenbereichs, mit einer Schichtdicke versehen, die unterschiedliche
Bauhöhen
der Schaltungsanordnung ausgleicht, so dass die Oberseite eine Planfläche 57 darstellt.
Trotz der einige Millimeter starken Schichtdicke härtet die
Beschichtung 53 sehr schnell aus. Eine Zwischenlagerung
der Schaltungsanordnung innerhalb des Fertigungsablaufs ist nicht
notwendig.
-
An
der Unterseite der Schaltungsanordnung ist eine radial verlaufende
Nut 59 vorgesehen, die zu einer Anschlussscheibe 61 des
Trägers 41 der
Spule 35 ausgerichtet ist, so dass eine Zwangsorientierung zwischen
der Spule 35 und der Schaltungsanordnung 37 vorliegt.
Die Anschlussscheibe 61 trägt auch einen Kunststoffkern 63 des
Anschlusskabels 39, so dass alle Komponenten zueinander
ausgerichtet sind. Diese Baueinheit aus Schaltungsanordnung, Träger mit
Spule und Anschlusskabel werden mit einer äußeren Kunststoffummantelung 65 versehen, die
in einem Hochdruck spritzverfahren vorgenommen wird. Die dabei auftretenden
Drücke
von mehr als 300 bar und Temperaturen oberhalb von 300° C kann die
Beschichtung 53 zuverlässig überstehen,
so dass die empfindlichen elektronischen Bauteile geschützt bleiben.
-
Im
weiteren Montageablauf wird die besagte Baueinheit auf das topfförmige Gehäuseunterteil 31 geführt. Ein
Rand 67 des Gehäuseunterteils 31 zentriert
die Baueinheit, wobei durch die Beschichtung 53 und die äußere Kunststoffummantelung 65 auch größere Schwingungen
auf die Baueinheit einwirken können,
ohne dass eine mechanische Beschädigung auftritt.
Danach erfolgt die Montage eines Achskörpers 67 und eines
Ringkörpers 69,
die den Anker des Vorstufenventils 29 bilden. Ein kreisringförmiges Ventilgehäuse in der
Bauform einer Gehäusekappe 71 in
Verbindung mit einem Rückschlusskörper 73 durchgreift
die Baueinheit der Spule-Schaltungsanordnung im Bereich der Durchgangsöffnung 55 bis
zu einem Isolator 75 am Boden 33 des Gehäuseunterteils 31,
so dass die Schaltungsanordnung innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet
ist. Die Gehäusekappe
ist endseitig offen, so dass über
die Aussparung in form der Durchgangsöffnung innerhalb der Schaltungsanordnung
der Zugang zu einer Stellschraube 77 zur Einstellung der
Federkraft einer auf den Anker wirksamen Feder 79 besteht.
Des weiteren kann ein axial verschiebbarer Leitkörper 81 zur Einstellung
des magnetischen Flusses, der axial in Reihe zu der Stellschraube
innerhalb des Rückschlusskörpers angeordnet
ist, zur Anwendung kommen. Für
die Verbindung der Gehäusekappe 71 mit dem
Gehäuseunterteil 31 bestehen
einige Möglichkeiten,
wie z. B. ein formschlüssiges
Verstemmen oder ein Sicherungsring.
-
Die
Schaltungsanordnung 37 ist durch die Platzierung innerhalb
der Absperrventilbaugruppe 27 sehr gut gegen mechanische
Einflüsse,
die sich aus der Anwendung bei einem Schwingungsdämpfer ergeben,
gut geschützt.
-
Mit
der 6 soll dokumentiert werden, dass die Schaltungsanordnung 37 auch
unterhalb des Spulenkörpers 35 angeordnet
sein kann. Die Durchgangsöffnung 55 (4)
ist derart dimensioniert, dass der Rückschlosskörper 73 und der Isolator 75 aufgenommen
werden können.
Dadurch ist es möglich,
dass das bewegliche Aktuatorbauteil, nämlich der Ringkörper 69,
die Stellschraube 77 oder der verschiebbare Leitkörper 81 ebenfalls
innerhalb der Schaltungsanorndung angeordnet sein kann, so dass
insgesamt ein axial kürzeres
Gehäuse 71 verwendbar
ist.