DE3010498A1

DE3010498A1 - Vorrichtung zur bremsbelagverschliessmessung

Info

Publication number: DE3010498A1
Application number: DE19803010498
Authority: DE
Inventors: Dimitri 3002 Wedmark Georgi; Berend Dipl.-Ing. 3000 Hannover Kleen; Peter 3013 Barsinghausen Liermann
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1981-09-24

Description

Vorrichtung zur Bremsbeiagverschleißmessung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bremsbelagverschleißmessung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Information über den Verschleiß der einzelnen Bremsbeläge ist besonders bei Nutzfahrzeugen von größter Wichtigkeit, da hier die Bremsbeläge einem erhöhten Verschleiß unterliegen und unmittelbar die Verkehrssicherheit betroffen ist. Andererseits ist der Zustand der Bremsbeläge meist nicht ohne weiteres von außen feststellbar.
Es sind bereits verschiedene Methoden zur Anzeige der Verschleißgrenze für Bremsbeläge bei Trommelbremsen und Bremsklötze bei Scheibenbremsen bekannt geworden.
So ist z.B. bekannt (DE-OS 29 06 710), bei der Herstellung in die Bremsbeläge einen Draht einzubetten. Dieser Draht ist an der Verschleißgrenze der Beläge positioniert und isoliert seitlich herausgeführt. Wird die Verschleißgrenze der Bremsbeläge erreicht, so berührt dieser Jetzt freiliegende Draht die Bremstrommel bzw. Bremsscheibe und gibt damit einen Nassekontakt. Über diesen Massekontakt wird eine am Armaturenbrett angebrachte Warnlampe angesteuert.
Bei dieser Art der Verschleißanzeige ist von Nachteil, daß spezielle Bremsbeläge, nämlich solche mit eingebetteten Drähten oder anderen Vorrichtungen,verwendet werden müssen. Neben den erhöhten Kosten muß weiterhin bei Jedem Wechsel der Bremsbeläge eine elektrische Signalleitung angeschlossen werden. Weiterhin kann nur die Verschleißgrenze, nicht aber der derzeitige Zustand der Beläge angezeigt werden. Wünschenswert ist Jedoch, den Verschleiß kontinuierlich zu messen und dem Fahrer anzuzeigen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Zustand der Bremsbeläge kontinuierlich gemessen werden kann. Die Stärke der einzelnen Bremsbeläge soll entweder dem Fahrer angezeigt werden oder von einem Diagnosesystem bei der Wartung des Fahrzeugs erfaßt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten.
Die Messung des Bremsbelagverschleißes gemäß der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß sich die Bremswelle mit zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge immer mehr aus ihrer Anfangsstellung verdrehen muß, um die Bremsbeläge an die Trommel anzudrücken.
Wird die Bremse nicht nachgestellt, ist hierfür ein größerer Hub des Bremszylinders bei unveränderter Ruhelage erforderlich. Wurde die Bremse an einem Gestängesteller nachgestellt, so ändert sich die Ruhelage der Bremswelle, während der Bremszylinderhub wieder seinen ursprünglichen Wert annimmt.
Durch die erfindungagemäße Vorrichtung wird der Drehwinkel der Bremawelle von einem Ausgangswert bis zum Greifen der Bremsbeläge bei betätigter Bremse erfaßt. Die Messung der Bremsbelagstärke erfolgt jeweils bei betätigter Bremse. Die Messung ist daher unabhängig von der jeweiligen Ruhestellung der Bremswelle und ebenfalls unabhängig von der Einstellung der Bremse. Zeigt die Bremsbelagverschleißmessung eine zu große Differenz zwischen betätigter und unbetätigter Bremse, so kann dies neben der Belagsabnutzung auch auf eine erforderliche Nachstellung bzw. einen Defekt des Gestängestellers hinweisen.
DieErfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 die mechanische Ausführung der Meßanordnung; Fig. 2 die mechanische Ausführung der Meßanordnung für Achsen, bei denen die Bremswelle in einem Rohr geführt wirt 8 Fig. 3 ein Blockschaltbild der Bremsbelagverschleiß messung mit Rechnersteuerung; Fig. 4 ein Blockschaltbild der Bremsbelagverschleißmessung in Analogtechnik; Fig. 5 ein Blockschaltbild des Gesamtsystems im Fahrzeug; Fig. 6 ein Blockschaltbild eines autarken Systems für die Bremsbelagverschleißmessung; Fig. 7 eine Anzeigeeinheit für den Fahrer bei einer Schaltung nach Fig. 6.
Eine Trommelbremse besteht in bekannter Weise aus zwei Bremsbacken, welche beim Bremsen durch die Verdrehung eines Nockens auseinander und an die Bremstrommel gedrückt werden (nicht dargestellt). An diesem Nocken ist eine Bremswelle befestigt.
Gemäß Fig. 1 ist auf der Bremswelle 1 für ein Rad eine Scheibe 5 verdrehsicher befestigt. Die Verdrehsicherheit wird durch eine Paßfeder, eine Bohrung mit Stift oder einen angeachmiedeten Nocken gewährleistet. In der Scheibe 5 ist ein Dauermagnet 4 eingegossen. Der Scheibe 5 liegt ein kreisbogenförmiger Meßwertaufnehmer 3 gegenüber.
Der Meßwertaufnehmer 3 besteht aus einem Gehäuse 7, in welchem mehrere Hallgeneratoren 6 auf einem Kreisbogen angeordnet sind. Die Hallgeneratoren sind zweckmäßigerweise vergossen. Der Abstand der Hallgeneratoren voneinander kann gleichmäßig oder in vorteilhafter Weise ungleichmäßig sein. Mit einem abnehmenden Abstand es es möglich, die Auflösung der Messung mit wachsendem Verschleiß der Bremsbeläge zu erhöhen.
Der Anfangs- bzw. Ausgangspunkt der Verschleißmessung wird mit neuen Bremsbelägen und bei betätigter Bremse mit 100 ffi (bzw. Verschleiß gleich Null) festgelegt.
In dieser Stellung der Bremswelle kann z.B., wie in der Zeichnung dargestellt, der Dauermagnet dem dritten Hallgenerator gegenüberliegen. Die Verschleißmessung erfolgt sodann in 10 %-Schritten. Die Digitalisierung erfolgt direkt im Meßwertaufnehmer 3 durch die in einem vorgegebenen Abstand angeordneten Hallgeneratoren 6.
Durch Variationen des Abstandes der Generatoren ist eine lineare oder eine progressive Verschleißmessung möglich.
Durch die Verwendung von mehreren getrennten Hallgenera toren werden Meßfehler, welche bei analogen Meßverfahren auftreten können, wie Nullpunktverschiebung, Temperaturempfindlichkeit und Änderung der Empfindlichkeit völlig ausgeschlossen.
Die Justierung der Anlage braucht bei Erneuerung der Bremsbeläge nicht verändert zu werden. -Dies gilt auch bei einem Ausdrehen der Bremstrommel, da in diesem Falle die neuen Bremsbeläge entsprechend dicker ausgewählt werden. Hierdurch bekommt die Bremswelle wieder die ursprüngliche Ruhelage.
In Fig. 2 ist die Montage von Geber 2 und Meßwertaufnehmer 3 für den Fall gezeigt, daß die Bremswelle 1 in einem Rohr 16 geführt und deshalb nicht ohne weiteres von außen zugänglich ist. In diesem Fall ist der Geber 2 vor einem für die Nachstellung der Bremse vorgesehenen Gestängesteller 14 angeordnet und mit einer gemeinsamen Mutter 15 auf der Bremswelle 1 befestigt.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Belagsverschleißmessung mit einer Rechnersteuerung. Der Meßwertaufnehmer 3 ist an einen Multiplexer 8 angeschlossen, welcher von einem Rechner 9 über eine 4-Bit-Leitung 17 angesteuert wird.
Dadurch fragt der Multiplexer 8 nacheinander alle Hallgeneratoren 6 des Meßwertaufnehmers 3 ab. Das Meßergebnis erscheint seriell auf der Ausgangsleitung 18; die Leitunggen 19, 20 dienen der Stromversorgung. Der nachgeschaltete Multiplexer 8 dient zur Reduzierung des Verkabelungsaufwandes und weiterhin dazu, eine für Rechnersysteme günstige binäre Schnittstelle zu erreichen. Die Messung kann somit von rechnergesteuerten Diagnostikaystemen ausgewertet werden.
Anstelle eines Multiplexers kann auch ein Encoder oder ein nicht dargestellter Prioritätsencoder an den Meßwertaufnehmer 3 angeschlossen werden. Diese Elemente erzeugen vorteilhafterweise gleich ein dem Meßwert entsprechendes Datenwort. Die Ansteuerung durch den Rechner 9 kann dann entfallen.
Die Hallgeneratoren 6 im Meßwertaufnehmer 3 sind zweckmäßig so dicht nebeneinander angeordnet, daß immer mindestens einer, bei Zwischenstellungen aber auch zwei gleichzeitig durch den Dauermagneten 4 erregt werden.
In diesem letzteren Fall wird durch den Prioritätsencoder der in der Reihenfolge höhere Hallgenerator als gültig ausgewählt.
Anstelle der Hallgeneratoren können auch andere magnetfeldempfindliche Elemente verwendet werden.
In Fig. 4 ist eine weitere Schaltungsvariante gezeigt, welche einen Analogausgang für die Fahreranzeige oder auch für Diagnostiksysteme ermöglicht. Dem Meßwertaufnehmer 3 ist hier ein Digital-Analogwandler 10 mit einem Analogausgang 23. nachgeschaltet. Eine Spannungsversorgungs- und Schutzschaltung 11, welche über Leitungen 21, 22 an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, dient zur Stromversorgung des Meßwertaufnehmers 3 und des Wandlers 10.
In Fig. 5 ist das Gesamtsystem der Verschleißanzeige als Blockschaltbild dargestellt. Mit den Ziffern 24 bis 27 sind die vier Räder eines Fahrzeugs mit Meßwertaufnehmer und einer angeschlossenen Auswerteschaltung nach Fig. 3 oder Fig. 4 bezeichnet. Die Ausgangssignale werden zunächst einem Stecker 28 zugeführt. An dem Stecker ist eine Auswahlschaltung 29 angeschlossen, mit welcher das Jeweils gewünschte Rad angewählt werden kann. Die Bremsbelagstärke des angewählten Rades wird anschließend auf einem analogen oder digitalen Display 12 angezeigt. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle der Anzeige einen Drucker zu verwenden.
Zur Auswahl des betreffenden Rades, dessen Bremsbelagstärke angezeigt werden 8011, sind an die Auswahlschaltung 29 Drucktasten 13 angeschlossen (Fig. 6). Zwischen Auswahlschaltung 29 und Display 12 ist ein Demultiplexer bzw. Dekoder 30 zwischengeschaltet.
In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel des Displays 12 bzw. einer Anzeige für den Fahrer dargestellt. Die vier Taster 13 dienen zur Abfrage der einzelnen Radbremsen.
Die Anzeige 31 kann entweder analog mit einem Meßinstrument oder einer Leuchtdiodenzelle oder auch digital als Meßwert erfolgen.
Es ist auch möglich, ständig gleichzeitig den Zustand aller Radbremsen im Fahrerhaus anzuzeigen (nicht dargestellt) Das beschriebene Meßprinzip kann auch für Scheibenbremsen oder auch für ähnliche Meßprobleme angewendet werden, bei denen eine Winkeldrehung oder eine Längenänderung gemessen werden soll.

Claims

Vorrichtung zur Bremsbelagverschleißmessung Patentansprüche Vorrichtung zur Bremsbelagverschleißmessung mit einer Bremswelle, die beim Bremsen verdreht wird und über Nocken Bremsbeläge betätigt, insbesondere für Trommelbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bremswelle (1) ein Geber (2) befestigt ist, dessen Drehwinkel von einem ortsfest angebrachten Meßwertaufnehmer (3) abtastbar ist und über eine Elektronik (8, 9, 10, 11) einem Display (12) oder einer Meßwertverarbeitung zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Geber (2) ein Dauermagnet (4) verwendet wird, der in einer verdrehfest auf der Bremswelle (1) befestigten Scheibe (5) eingebettet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwertaufnehmer (3) mehrere auf einem Kreisbogen angeordnete magnetfeldempfindliche Elemente verwendet werden, die in einem Gehäuse (7) eingegossen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetfeldempfindliche Elemente Hallgeneratoren (6) verwendet werden, die in gleichmäßigem, zunehmenden oder abnehmenden Abstand angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 mit digitaler Meßwertverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (3) an einen Multiplexer (8) angeschlossen ist, welcher von einem Rechner (9) steuerbar ist (Fig. 3).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 mit digitaler Meßwertverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (3) an einen Encoder oder einen Prioritätsencoder angeschlossen ist, welcher ein 4-Bit-Ausgangssignal erzeugt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 mit analoger Meßwertverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (3) an einen Digital-Analog-Wandler (10) angeschlossen ist (Fig. 4).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißmeßwert einem analogen oder digitalen Display (12) zugeführt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschleißmeßwert einem Drucker oder einem Diagnosestecker zugeführt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet. daß ein Tastenfeld (13) zur Abfrage der Bremsbelagstärke der verschiedenen Räder vorgesehen ist (Fig. 7).