DE10321595A1

DE10321595A1 - Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags

Info

Publication number: DE10321595A1
Application number: DE2003121595
Authority: DE
Inventors: Otto Nachbauer
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Nexans SA
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags (2) angegeben, der in Bremsanlagen von Fahrzeugen angebracht ist und eine zur Anlage an einer Bremsfläche einer Bremsanlage bestimmte Verschleißseite (V) hat. Auf einer der Verschleißseite (V) des Bremsbelages (2) gegenüberliegenden Halteseite (H) ist ein in Richtung der Verschleißseite (V) ragender, mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbarer Sensor (6) angeordnet, der den Verschleiß des Bremsbelags (2) betreffende Signale an eine Auswerteeinheit liefert. Der Sensor (6) ragt, ausgehend von der Halteseite (H) des Bremsbelags (2), soweit in Richtung der Verschleißseite (V) desselben, daß er über eine vorgebbare, als Grenze für ein sicheres Bremsen notwendigen Restdicke (R) des Bremsbelags (2) hinausragt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags, der in Bremsanlagen von Fahrzeugen angebracht ist und eine zur Anlage an einer Bremsfläche einer Bremsanlage bestimmte Verschleißseite hat, bei welcher auf einer der Verschleißseite eines Bremsbelages gegenüber liegenden Halteseite ein in Richtung der Verschleißseite ragender, mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbarer Sensor angeordnet ist, der den Verschleiß des Bremsbelages betreffende Signale an eine Auswerteeinheit liefert ( DE 38 12 178 C2 ).

Eine derartige Vorrichtung kann bei Fahrzeugen aller Art verwendet werden, insbesondere bei Personen- und Lastkraftwagen. Sie kann aber auch bei auf Schienen bewegten Bahnen eingesetzt werden. In allen Fällen sind in der Bremsanlage Bremsbeläge vorhanden, die bei einem Bremsvorgang an eine in der Regel aus Metall bestehende Bremsfläche angedrückt werden. Die Bremsanlagen können mit Backenbremsen oder Scheibenbremsen ausgerüstet sein. Die Bremsbeläge sind dementsprechend unterschiedlich gestaltet. Sie unterliegen aber – unabhängig von ihrer Form und Größe – bei jedem Bremsvorgang einem Verschleiß. Um ein sicheres Bremsen garantieren zu können, ist eine Mindestwandstärke bzw. Restdicke der Bremsbeläge erforderlich. Diese kann von geschultem Personal durch Augenschein festgestellt werden. Sie kann unter Einsatz von Sensoren aber auch automatisch angezeigt werden. Entsprechende Vorrichtungen gehen beispielsweise aus der DE-PS 26 10 903 und aus der DE-OS 29 06 710 hervor.

Bei der bekannten Vorrichtung nach der eingangs erwähnten DE 38 12 178 C2 ist in einer Ausnehmung eines Bremsbelags ein mindestens einen elektrischen Leiter aufweisender Sensor angebracht, dessen in die Ausnehmung hineinragende Länge einer vorgegebenen Mindestwandstärke des Bremsbelags entspricht. Der Leiter ist als koaxiale Leitung mit einem Außenleiter ausgebildet. Beim Erreichen der Mindestwandstärke des Bremsbelags wird beim nächsten Bremsvorgang der Außenleiter abgetragen. Das führt zu einer Kapazitätsänderung der Leitung, die in einer an derselben angeschlossenen Auswerteeinheit registriert und angezeigt wird. Der Bremsbelag muß dann durch einen neuen ersetzt werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine sofortige Erneuerung des Bremsbelages erforderlich, da beim Ansprechen des Sensors die kritische Mindestwandstärke bzw. Restdicke erreicht ist. Weitere Signale werden nicht mehr an die Auswerteeinheit geliefert und auch nicht von derselben abgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so weiterzubilden, daß eine Aussage über den Zustand des Bremsbelags vor dem Erreichen der Mindestwandstärke desselben möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sensor, ausgehend von der Halteseite des Bremsbelages, so weit in Richtung der Verschleißseite desselben ragt, daß er über eine vorgebbare, als Grenze für ein sicheres Bremsen notwendige Restdicke des Bremsbelags hinausragt.

Der Sensor dieser Vorrichtung ragt über die durch die vorgegebene Restdicke des zu überwachenden Bremsbelags definierte Grenze hinaus. Er kommt daher schon dann mit der Bremsfläche der Bremsanlage in Berührung, wenn die Restdicke des Bremsbelags noch nicht erreicht ist. Der Sensor wird dann bei den nächsten Bremsvorgängen ebenso abgetragen wie die Bremsbacke. Die damit verbundene Verkürzung des Sensors wird für ein Signal ausgenutzt, das an die Auswerteeinheit abgegeben wird. Dieses Signal hängt von der jeweils noch verbleibenden Länge des Sensors ab, welche der jeweils noch vorhandenen Wandstärke des Bremsbelags entspricht. Es wird auf diese Weise eine frühzeitige Information darüber erhalten. wann etwa ein Bremsbelag wegen Erreichens seiner Restdicke erneuert werden muß.

In bevorzugter Ausführungsform hat der Sensor von vornherein eine der Dicke des Bremsbelags entsprechende Länge. Er kann dabei in einer den Bremsbelag vollständig durchdringenden Bohrung angebracht sein. Bei dieser Ausführungsform wird der Sensor von vornherein ebenso wie der Bremsbelag abgetragen. Er zeigt dann jeweils die nach jedem Bremsvorgang verbliebene Dicke des Bremsbelags an, der somit einer ständigen Kontrolle unterliegt.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 in schematischer Ansicht eine Bremsanlage eines Fahrzeugs.
2 und 3 zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung.
Die in 1 schematisch angedeutete Bremsanlage ist mit einer Backenbremse ausgerüstet. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist jedoch in gleicher Form auch für eine Scheibenbremse verwendbar. Sie wird im folgenden der Einfachheit halber nur für die dargestellte Backenbremse erläutert.
Die Bremsanlage hat eine mit einem nicht mit dargestellten Rad eines Fahrzeugs verbundene kreisrunde Bremsfläche 1, gegen die bei einem Bremsvorgang ein entsprechend gebogener Bremsbelag 2 gedrückt wird. Die dazu auf den Bremsbelag 2 einwirkende Kraft ist durch einen gestrichelt eingezeichneten Pfeil 3 angedeutet. Der Bremsbelag 2 ist in Richtung des Doppelpfeils 4 verstellbar. Die Bremsfläche 1 wird bei einer Bewegung des Fahrzeugs ebenso wie dessen Rad in Richtung des Doppelpfeils 5 gedreht.
Der Bremsbelag 2 ist mit einem Sensor 6 ausgerüstet, der über eine elektrische Leitung 7 mit einer elektrischen Spannungsquelle und mit einer Auswerteeinheit 8 verbunden ist. Er hat eine Halteseite H und eine Verschleißseite V. Der Sensor 6 ragt von der Halteseite H her in Richtung der Verschleißseite V. Er ist vorzugsweise in einer Bohrung 9 des Bremsbelags 2 angebracht, kann aber auch in einer seitlichen, nach außen offenen Vertiefung des Bremsbelags 2 oder seitlich neben demselben montiert sein.
Als neues, unbenutztes Bauteil hat der Bremsbelag 2 eine Dicke D. Er ist dadurch für eine große Anzahl von Bremsvorgängen betriebsbereit, bei denen jeweils auf seiner Verschleißseite V etwas Material abgetragen wird. Die Dicke bzw. Wandstärke des Bremsbelages 2 nimmt dadurch ab. Bei einer verbleibenden Restdicke R muß der Bremsbelag 2 erneuert werden, wenn weiter ein sicheres Bremsen des Fahrzeugs gewährleistet sein soll. Der Sensor 6 ist gemäß 2 so im Bremsbelag 2 angeordnet, daß er in Richtung der Verschleißseite V über die durch die Restdicke R gegebene Grenze hinausragt. Er ist in bevorzugter Ausführungsform länger als die Restdicke R, so daß er direkt an der Halteseite H des Bremsbelags 2 angebracht werden kann.
Die Restdicke R des Bremsbelags 2 kann vom Hersteller desselben oder vom Fahrzeugbauer vorgegeben werden. Durch den in den Bremsbelag 2 eingebauten Sensor 6 wird rechtzeitig eine Information erhalten, wann mit dem Erreichen der Restdicke R zu rechnen ist. Der Sensor 6 ragt dazu – wie schon erwähnt – zumindest so weit in den Bremsbelag 2 hinein, daß er über die durch die Restdicke R definierte Grenze hinausragt. Er wird dadurch, sobald der Bremsbelag 2 durch die Bremsfläche 1 weit genug abgerieben ist, ebenso wie derselbe abgetragen. Die Restdicke R des Bremsbelags 2 ist dann noch nicht erreicht. Der Sensor 6 ist beispielsweise als elektrischer Widerstand oder als kapazitives Element ausgeführt, dessen Wert von seiner Länge abhängt. Wenn der Sensor 6 durch die Bremsfläche 1 abgetragen wird, ändert sich seine Länge und damit sein Widerstandswert bzw. seine Kapazität. Der veränderte Widerstandswert bzw. Kapazitätswert wird jeweils als Signal an die Auswerteeinheit 8 weitergegeben, in welcher auf diese Weise stets die noch verbliebene Dicke des Bremsbelags 2 erkannt werden kann. Beim Erreichen der Restdicke R kann zusätzlich ein akustisches oder optisches Alarmsignal ausgelöst werden.
In bevorzugter Ausführungsform entspricht die Länge des Sensors 6 der Dicke D eines unverbrauchten Bremsbelags 2, so wie es in 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der Sensor 6 ebenso wie der Bremsbelag 2 von vornherein abgetragen. An der Auswerteeinheit 8 kann damit – ausgehend vom Einbau eines neuen Bremsbelags – die nach jedem Bremsvorgang noch vorhandene Dicke des Bremsbelags 2 angezeigt und abgelesen werden. Es ist damit eine ständige Kontrolle des Bremsbelags 2 bzw. aller Bremsbeläge eines Fahrzeugs möglich.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags, der in Bremsanlagen von Fahrzeugen angebracht ist und eine zur Anlage an einer Bremsfläche einer Bremsanlage bestimmte Verschleißseite hat, bei welcher auf einer der Verschleißseite des Bremsbelages gegenüber liegenden Halteseite ein in Richtung der Verschleißseite ragender, mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbarer Sensor angeordnet ist, der den Verschleiß des Bremsbelags betreffende Signale an eine Auswerteeinheit liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6), ausgehend von der Halteseite (H) des Bremsbelags (2), so weit in Richtung der Verschleißseite (V) desselben ragt, daß er über eine vorgebbare, als Grenze für ein sicheres Bremsen notwendige Restdicke (R) des Bremsbelags (2) hinausragt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) sich bis zur Verschleißseite (V) des Bremsbelags (2) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) in einer im Bremsbelag (2) angebrachten Bohrung (9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) in einer seitlichen, nach außen offenen Vertiefung des Bremsbelags (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) seitlich neben dem Bremsbelag (2) angeordnet ist.