DE19845091A1

DE19845091A1 - Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines verschleißenden Belags

Info

Publication number: DE19845091A1
Application number: DE1998145091
Authority: DE
Inventors: Juergen Finke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags (1), insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag (1) auf einem Belagträger (2) angeordnet ist und durch eine bestimmte Stärke des Belags (1) eine Verschleißgrenze (3) definiert ist, wobei ein elektrischer Schaltkreis (4) mit mindestens einer Drahtschleife (5) vorgesehen ist und die Drahtschleife (5) innerhalb des Belags (1) in Höhe der Verschleißgrenze (3) angeordnet ist und bei einem Abrieb des Belags (1) über seine Verschleißgrenze (3) hinaus eine Durchtrennung der Drahtschleife (5) erfolgt und diese Durchtrennung entsprechend anzeigbar ist. DOLLAR A Eine kostengünstige Früherkennung des Erreichens der Verschleißgrenze (3) wird dadurch erreicht, daß der elektrische Schaltkreis (4) so ausgebildet ist, daß bereits bei Beginn der Durchtrennung der Drahtschleife (5) ein - im Endeffekt - anzeigbares Vorwarn-Signal erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags, insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag auf einem Belagträger angeordnet und durch eine bestimmte Stärke des Belags eine Verschleißgrenze definiert ist, wobei ein elektrischer Schaltkreis mit mindestens einer Drahtschleife vorgesehen ist und die Drahtschleife innerhalb des Belags in Höhe der Verschleißgrenze angeordnet ist und bei einem Abrieb des Belags über seine Verschleißgrenze hinaus eine Durchtrennung der Drahtschleife erfolgt und diese Durchtrennung entsprechend anzeigbar ist.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (DE-A-42 31 107), wird die Stärke eines Bremsbelags durch das Messen entsprechender Widerstandsänderungen ermittelt. Hierzu sind innerhalb des Bremsbelags mehrere Drahtschleifen angeordnet bzw. parallel geschaltet, wobei jede Drahtschleife einen Widerstand aufweist. Legt sich der Bremsbelag nun an die Bremsscheibe an und erfährt den entsprechenden Abrieb, so werden die übereinander angeordneten Drahtschleifen jeweils nacheinander beim Vorliegen des entsprechend starken Abriebs durchtrennt, so daß eine Änderung des Gesamtwiderstands erfolgt. Durch die erfolgte Widerstandsänderung kann der entsprechende Abrieb des Belags ermittelt bzw. gemessen werden. Erst die Durchtrennung einer in Höhe der Verschleißgrenze angeordneten Drahtschleife bzw. die hierdurch erfolgende stufenartige Widerstandsänderung zeigt - im Endeffekt - das Erreichen der Verschleißgrenze an.

Weiterhin ist im Stand der Technik eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines Bremsbelags bekannt (DE-A-23 34 942), bei der mehrere eine elektrisch leitende Verbindung aufweisende Ansätze vorgesehen sind, die unterschiedlich lang ausgebildet sind. Bei einem bestimmten Abrieb des Belags wird - je nach Stärke des Abriebs - der jeweilige entsprechende Ansatz "erfaßt" bzw. abgebrochen, so daß die hierin vorgesehene elektrisch leitende Verbindung entsprechend zerstört wird. Da die in den Ansätzen vorgesehenen elektrisch leitenden Verbindungen jeweils wieder einen Widerstand aufweisen, ändert sich mit der Beschädigung bzw. des Abbruchs jedes Ansatzes der Gesamtwiderstand, so daß wiederum über diese Widerstandsänderung der Abrieb des Belags meßbar ist. Erst das Erfassen bzw. Abbrechen des Ansatzes, der der Verschleißgrenze des Belags zugeordnet ist, bzw. die hierdurch erfolgende stufenartige Widerstandsänderung zeigt - im Endeffekt - das Erreichen der Verschleißgrenze des Belags an.

Die im Stand der Technik bekannte Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist nicht optimal ausgebildet. Dadurch, daß erst bei der Durchtrennung der auf der Höhe der Verschleißgrenze angeordneten Drahtschleife für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs die Durchtrennung dieser Drahtschleife und damit das Erreichen der Verschleißgrenze des Belags plötzlich, also von einem Moment auf den anderen - ohne eine entsprechende Vorwarnung - angezeigt wird, muß der Fahrer eines Kraftfahrzeugs - wie die Praxis gezeigt hat - entsprechend schnell einen Servicetermin zur Erneuerung des Belags vereinbaren bzw. wahrnehmen. Einerseits sind rasche Termine in den Service-Werkstätten oftmals nur schwer zu vereinbaren, andererseits stehen insbesondere für Geschäftsreisende oftmals wichtige Geschäftstermine an, so daß auf das entsprechende Kraftfahrzeug nicht ohne weiteres sofort zu verzichten ist. Aus den oben erwähnten Gesichtspunkten wird ersichtlich, daß es von Nachteil sein kann, wenn der Fahrer eines Kraftfahrzeugs erst bei der vollständigen Durchtrennung der entsprechenden auf der Höhe der Verschleißgrenze angeordneten Drahtschleife die Information erhält, daß nunmehr die Verschleißgrenze des Belags erreicht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, derart auszugestalten und weiterzubilden, daß eine möglichst kostengünstige frühzeitigere Erkennung bzw. Ermittlung des Erreichens der Verschleißgrenze bei einem Belag ermöglicht ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, daß der elektrische Schaltkreis so ausgebildet ist, daß bereits bei Beginn der Durchtrennung der Drahtschleife ein - im Endeffekt - anzeigbares Vorwarn-Signal erzeugbar ist. Dadurch, daß nun ein Vorwarn-Signal erzeugt wird, wenn bereits die Durchtrennung der vorgesehenen Drahtschleife beginnt, ist eine frühzeitigere Erkennung des Erreichens der Verschleißgrenze des Belags realisiert. Hierdurch werden die oben beschriebenen Nachteile vermieden. Einerseits kann der Fahrer eines Kraftfahrzeugs nunmehr frühzeitig einen entsprechenden Service-Termin mit einer Werkstatt vereinbaren, andererseits ist der Fahrer eines Kraftfahrzeugs aber bereits vorgewarnt, daß demnächst, also in naher Zukunft, die Verschleißgrenze des Belags vollständig erreicht wird, so daß er die entsprechend notwendigen Schritte auch möglichst früh einleitet, was zu einer Erhöhung des Sicherheitsstandards führt. Weiterhin ist aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des ohnehin vorgesehenen elektrischen Schaltkreises auch eine kostengünstig konstruktive Frühwarnung realisiert.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf an dieser Stelle auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden wird nun das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 teilweise die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Darstellung und

Fig. 2 zum besseren Verständnis ein die schematische Darstellung aus Fig. 1 ersetzendes "Ersatzschaltbild".

Die Fig. 1 und 2 zeigen teilweise und in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags 1, hier zur Ermittlung der Stärke eines Bremsbelags. Der Belag 1 ist auf einem Belagträger 2 angeordnet. Durch eine bestimmte Stärke des Belags 1 ist eine Verschleißgrenze 3 definiert, die hier als gestrichelte Linie angedeutet ist. Weiterhin ist ein elektrischer Schaltkreis 4 vorgesehen, der mindestens eine Drahtschleife 5 aufweist. Die Drahtschleife 5 ist innerhalb des Belags 1 in der Höhe der Verschleißgrenze 3 angeordnet, wobei bei einem Abrieb des Belags 1 über seine Verschleißgrenze 3 hinaus eine Durchtrennung der Drahtschleife 5 erfolgt und diese Durchtrennung, was hier nicht dargestellt ist, durch eine entsprechende Anzeige, vzw. auf dem Armaturenbrett, entsprechend anzeigbar ist.

Die eingangs beschriebenen Nachteile werden nun dadurch vermieden, daß der elektrische Schaltkreis 4 so ausgebildet ist, daß bereits bei Beginn der Durchtrennung der Drahtschleife 5 ein - im Endeffekt - anzeigbares Vorwarn-Signal erzeugbar ist.

Der elektrische Schaltkreis 4 bzw. die innerhalb des Schaltkreises 4 hier nicht dargestellte, aber vorgesehene Anzeige ist so ausgebildet, daß die drei Zustände der Drahtschleife 5 anzeigbar sind. Hierzu zählt zunächst der Zustand, daß die Drahtschleife 5 vollständig undurchtrennt ist und die Durchtrennung der Drahtschleife 5 noch nicht begonnen hat. Weiterhin zählt hierzu der Zustand, daß die Drahtschleife 5 teilweise bereits durchtrennt ist, also die Durchtrennung bereits begonnen hat und zuletzt der Zustand, daß die Drahtschleife 5 vollständig durchtrennt worden ist.

Da der hier gezeigte Belag 1 als Bremsbelag ausgebildet ist und mit einer Bremsscheibe 6 zusammenwirkt, wird die Drahtschleife 5 durch die Einwirkung der Bremsscheibe 6 durchgetrennt. Die Zeitdauer bis zur vollständigen Durchtrennung der Drahtschleife 5 ist abhängig von der Dicke des Drahtes der Drahtschleife 5 sowie der entsprechenden Einwirkung der Bremsscheibe 6 auf den Belag 1 bzw. auf die Drahtschleife 5.

Damit bereits bei Beginn der Durchtrennung der Drahtschleife 5 ein im Endeffekt anzeigbares Vorwarn-Signal durch den hier dargestellten elektrischen Schaltkreis 4 erzeugbar ist, ist der elektrische Schaltkreis 4 hier so ausgeführt, daß bei Berührung der Drahtschleife 5 durch die Bremsscheibe 6 ein Vorwarn-Signal erzeugt wird. Hierzu weist die Bremsscheibe 6 zur Erzeugung dieses Vorwarn-Signals einen Masse-Anschluß 6a auf, der in Fig. 1 rechts dargestellt ist.

Der vorgesehene elektrische Schaltkreis 4 kann nun ganz unterschiedlich ausgebildet sein, weist vzw. aber mindestens ein Widerstandselement 7 auf, wie die Fig. 2 erkennen läßt. Fig. 2 zeigt ein schematisches elektrisches "Ersatzschaltbild" für den den Zustand, daß die Bremsscheibe 6 an dem Belag 1 anliegt und die Drahtschleife 5 berührt, so da eine entsprechende elektrische Verbindung zwischen dem Masse-Anschluß 6a der Bremsscheibe 6 und dem elektrischen Schaltkreis 4 existiert.

Weiterhin kann der in Fig. 2 nunmehr gezeigte elektrische Schaltkreis 4 nicht nur ein Widerstandselement 7, sondern auch ein hier dargestelltes Strommeßgerät 8 aufweisen. Denkbar ist, daß sowohl über die Ermittlung einer Widerstandsänderung oder über die Ermittlung der Änderung der Stromstärke der entsprechende Zustand der Drahtschleife 5 ermittelbar ist.

Das Schaltbild der Fig. 2 verdeutlicht, daß für die oben erwähnten drei Zustände der Drahtschleife 5 für die Größe des Gesamtwiderstands R folgendes gilt:

Im Zustand, daß die Drahtschleife 5 vollständig undurchtrennt ist und die Durchtrennung noch nicht begonnen hat, gilt, daß der Gesamtwiderstand konstant ist, so daß auch ein konstanter Strom I fließt, der entsprechend gemessen werden kann. Wird nun die Drahtschleife 5 teilweise durchtrennt, d. h. beginnt die Durchtrennung der Drahtschleife 5, so tritt der in Fig. 2 dargestellte Fall ein. Es kommt zu einer Widerstandsänderung (R = 0) und damit zu einer Änderung der Stromstärke I (I.∞). Beides ist entsprechend ermittelbar. Bei einer vollständig durchtrennten Drahtschleife 5, also dem dritten Zustand, kann kein Strom I fließen (da R.∞), so daß auch dieser Zustand entsprechend ermittelbar und anzeigbar ist.

Durch die hier teilweise dargestellte und erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine frühzeitige Erkennung bzw. Anzeige des Erreichens der entsprechenden Verschleißgrenze 3 des Belags 1 möglich. Hierdurch werden die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden, insbesondere der Fahrer des Kraftfahrzeugs entsprechend früh hierüber informiert.

Weiterhin kann die Vorrichtung weitere schaltungstechnische Elemente oder auch einen Mikroprozessor aufweisen, die notwendig sind, um beispielsweise die erfolgende und meßbare "Widerstandsänderung" bzw. Änderung der Stromstärke zu erfassen, wenn die Durchtrennung der Drahtschleife 5 beginnt bzw. vollständig realisiert ist.

Des weiteren ist nicht nur denkbar, daß über die Dicke des Drahtes der Drahtschleife 5 ein entsprechender Widerstand realisiert wird, sondern auch durch eine bestimmte Dicke des Drahtes der Drahtschleife 5 im Verhältnis zur vorgesehenen Verschleißgrenze 3 eine entsprechende Abstimmung bzgl. der Früherkennung der Verschleißgrenze 3 möglich ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags (1), insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag (1) auf einem Belagträger (2) angeordnet ist und durch eine bestimmte Stärke des Belags (1) eine Verschleißgrenze (3) definiert ist, wobei ein elektrischer Schaltkreis (4) mit mindestens einer Drahtschleife (5) vorgesehen ist und die Drahtschleife (5) innerhalb des Belags (1) in Höhe der Verschleißgrenze (3) angeordnet ist und bei einem Abrieb des Belags (1) über seine Verschleißgrenze (3) hinaus eine Durchtrennung der Drahtschleife (5) erfolgt und diese Durchtrennung entsprechend anzeigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schaltkreis (4) so ausgebildet ist, daß bereits bei Beginn der Durchtrennung der Drahtschleife (5) ein - im Endeffekt - anzeigbares Vorwarn-Signal erzeugbar ist.

2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schaltkreis (4) bzw. die innerhalb des Schaltkreises angeordnete Anzeige so ausgebildet ist, daß die drei Zustände der Drahtschleife (5), nämlich "Drahtschleife vollständig durchtrennt/kein Beginn der Durchtrennung", "Drahtschleife teilweise durchtrennt/Beginn der Durchtrennung" und "Drahtschleife vollständig durchtrennt" anzeigbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (1) als Bremsbelag ausgebildet ist und mit einer Bremsscheibe (6) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtschleife (5) durch die Einwirkung der Bremsscheibe (6) durchtrennbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Berührung der Drahtschleife (5) durch die Bremsscheibe (6) ein Vorwarn- Signal erzeugt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (6) zur Erzeugung dieses Vorwarn-Signals einen Masse- Anschluß (6a) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schaltkreis (4) mindestens ein Widerstandselement (7) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Ermittlung einer Widerstandsänderung (R) innerhalb des elektrischen Schaltkreises (4) der entsprechende Zustand der Drahtschleife (5) ermittelbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schaltkreis (4) mindestens ein Strommeßgerät (8) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Ermittlung der Stromstärke (I) der entsprechende Zustand der Drahtschleife (5) ermittelbar ist.