DE3300446A1 - Verfahren zur pruefung des betriebszustands von bremsen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Prüfung des Betriebszustands von Bremsen
• Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung des Betriebszustands von Bremsen mit verschleißunterworfenen Bremsbelägen, insbesondere von druckmittelbetätigten Trommel- oder Scheibenbremsen in Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des Anspruchs 1.
• Bei einer bekannten Vorrichtung zur Prüfung des Betriebszustands von Bremsen (DE-OS 28 35 406) ist an den Bremszylindern einer jeden Radbremse ein elektrischer Schalter angeordnet, der im Stromkreis einer Kontrollampe angeordnet ist Ein den Schaltkontakt betätigender axial verschiebbarer Schalterstößel ragt in den Hubweg des Bremszylinders hinein. Der Schalterstößel ist derart angeordnet, daß er bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Hub des Bremszylinders mit einem an diesen befestigten Schaltfinger in Berührung kommt und von diesem axial soweit verschoben wird, daß der Schaltkontakt schließt und die Kontrollampe aufleuchtet. Damit wird dem Fahrer signalisiert, daß im Bremszylinder ein unzulässig hoher Hubweg vorhanden ist und die Radbremse nachgestellt werden muß.
• Da üblicherweise die Bremsen mehrmals nachgestellt werden können bis der Bremsbelag soweit abgenutzt ist, daß die Radbremse neu belegt werden muß, erlaubt die Kontrolle des Bremszylinderhubs keine Aussage über den Zustand der Bremsbeläge. Bei der Nachstellung der Bremsen ist daher immer eine Sichtkontrolle der Bremsbeläge erforderlich, was zusätzliche Montagearbeiten erfordert.
• Bei Bremsen mit automatischen Bremsgestängestellern oder bei häufiger Wartung der Bremsen mit Bremsnachstellung, kommt zudem hinzu, daß entweder die Kontrolleuchte gar nicht anspricht, weil die Nachstellung früher erfolgt als der noch zulässige Bremszylinderhub erreicht wird, oder aber der Schalterstößel auf so geringem Hub eingestellt werden muß, daß ein zu häufiges Auftreten von Wartungshinweisen zu Unzuträglichkeiten für den Fahrer führt. In diesem Fall ist eine solche Vorrichtung nicht brauchbar. Eine Aussage über den Bremsbelagverschleiß bzw. die Prüfung der Restdicke der Bremsbeläge läßt sich mit der bekannten Vorrichtung nicht erzielen.
• Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren zur Prüfung des Betriebszustands von Bremsen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß dem Fahrer nicht nur ein Bremsnachstellungshinweis gegeben wird, sondern daß der Fahrer und/ oder der Wartungsmechaniker auch Kenntnis über den momentanen Zustand der Bremsbeläge erhält. Der minimale Bremszylinderhub ist ein Maß für den Verschleiß des Bremsbelags, da ersterer aus einer Bremsung mit kleinstem Druck resultiert und dadurch elastische Verformungen in der Radbremse, die z.B. bei Bremsungen mit hoher Bremskraft zu erheblichen Hubvergrößerungen führen, kaum auftreten. Die Zunahme des minimalen Bremszylinderhubs von einer Bremszahlgruppe zur nächsten ist ein Anzeichen für aufgetretenen Verschleiß.
• Je nach Weiterverarbeitung der abgespeicherten Werte des minimalen Bremszylinderhubs können verschiedene Zustandsanzeigen mit unterschiedlichem Informationsgehalt erstellt werden.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dabei aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahmen wird eine Information über den momentanen Bremsbelagverschleiß unabhängig von der Anzahl der bei Wartungsarbeiten durchgeführten Bremsnachstellungen gegeben. Der Fahrer ist jederzeit über den Zustand des einzelnen Bremsbelages informiert. Bei Eingabe der zulässigen Abnutzung des Bremsbelags wird dem Fahrer ein optischerund/oder akustischer Hinweis auf die Notwendigkeit der Bremsbelagerneuerung gegeben.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich auch aus Anspruch 3. Durch die grafische Darstellung der minimalen Bremszylinderhübe kann der Fahrer die Tendenz des Belagverschleißes erkennen und durch Extrapolation den Zeitpunkt der Bremsbelagerneuerung abschätzen. Nachstellungen des Lüftungsweges der Radbremse lassen sich an schlagartiger Verkleinerung des minimalen Bremszylinderhubs feststellen.
• Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Prüfung des Betriebszustandes einer Radbremse, Fig. 2 das auf zwei Radbremsen eine Achse erweiterte Blockschaltbild in Fig. 1.
• Beschreibuna des Ausführunqsbeispiels Bei dem Verfahren zur Prüfung des Betriebszustandes einer Radbremse mit verschleißunterworfenem Bremsbelag, z.B. einer Scheibenbremse oder Trommelbremse in einem Kraftfahrzeug, wird bei jeder Bremsbetätigung, die ein Schließen eines Bremslichtschalters 10 bewirkt, der Bremszylinderhub gemessen. Aus einer Anzahl von Hubmeßwerten wird der jeweils kleinste Bremszylinderhub ermittelt und abgespeichert. Die Speicherwerte werden dann als Kriterium für eine Zustandsanzeige der Radbremse, die eine Beurteilung des Bremsbelages zuläßt, verwendet.
• Hierzu ist jedem Bremszylinder ein Meßglied zur Erfassung des Bremszylinderhubs bei Bremsbetätigung, im Beispiel ein inkrementaler Weggeber 11, zugeordnet.
• Der inkrementaler Weggeber 11 gibt die Größe des Bremszylinderhubs als n Bit-Wort an einen Minimumsucher 12.
• Der Minimumsucher 12 besteht im einfachsten Fall aus einem Komparator 13 und aus einem Speicherglied 14.
• Der eine Eingang des Komparators 13 ist mit dem inkrementalen Weggeber 11 und der andere Eingang mit dem Ausgang des Speicherglieds 14 verbunden, der zugleich den Ausgang 15 des Minimumsuchers 12 bildet. Der Schiebetakt für den Minimumsucher 12 wird von der Bremsbetätigung abgeleitet, im Beispiel vom Bremslichtschalter 10, dem ein Impulsformer 16 nachgeschaltet ist, der seinerseits aus dem vom Bremslichtschalter 10 kommenden Impulsen Rechteckimpulse bildet. Mit den negativen Flanken dieser Rechteckimpulse wird einerseits das Speicherglied 14 getaktet und andererseits ein Zähler 17 mit Überlauf weitergeschaltet. Der Zähler 17 ist hier als 4 Bit-Zähler ausgebildet. Sein Überlauf ausgang ü ist mit dem Takteingang eines Speichers 18 verbunden. Durch diese Konfiguration ermittelt der Minimumsucher 12 aus jeweils sechszehn Bremszylinderhub-Meßwerten Hi, die dem Minimumsucher 12 bei insgesamt sechszehn Bremsbetätigungen zugeführt werden, den jeweils kleinsten Hubmeßwert Hmin. Dieser minimaler Hubmeßwert Hmin steht am Ausgang 15 des Minimumsuchers 12 an und wird mit Auftreten eines Überlaufsignals am Zähler 17 über den Signaleingang 19 des Speichers 18 in letzteren eingeschrieben.
• Der Speicher 18 weist zwei n Bit- Speicherplätze auf und ist im Beispiel durch Hintereinanderschaltung zweier D-Flip-Flops20 und 21 realisiert. Jeder Q-Ausgang der Flip-Flops 20, 21 ist mit einem Eingang eines Subtrahierers 22 verbunden. In dem Subtrahierer 22 wird die Differenz #H zweier aufeinanderfolgender Speicherwerte, die die minimalen Bremszylinderhübe aus zeitlich aufeinanderfolgenden Gruppen von jeweils sechszehn Bremsbetätigungen darstellen, gebildet. Die Differenz #H wird einem dem Subtrahierer 22 nachgeschalteten Rechenglied 23 zugeführt. In dem Rechenglied 23 wird aus der Hubdifferenz unter Berücksichtigung der speziellen Geometrie der Radbremse der Betrag des Bremsbelagverschleißes V ermittelt. Alle Verschleißbeträge werden in einem dem Rechenglied 23 nachgeschalteten Summierer 24 aufaddiert und einerseits in einer Anzeige 25 sichtbar gemacht und andererseits an einen Eingang eines Komparators 26 gelegt. Der Komparator 26 vergleicht die Summe der berechneten Verschleißbeträge mit einem eingegebenen maximal zulässigen Bremsbelagverschleiß Vzul und schaltet eine Warnleuchte 27 ein, sobald die Summe der Verschleißbeträge V größer als der zulässige Bremsbelagverschleiß Vzul ist. Der Ausgang des Rechenglieds 23 ist außerdem noch mit dem Anschluß C verbunden, dessen Bedeutung in Zusammenhang mit Fig. 2 nachfolgend erläutert wird.
• Der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 20 ist einerseits mit einer Darstellungsvorrichtung 28, die z.B. als Griffel-oder Elektroschreiber ausgebildet sein kann, und andrerseits mit einem Komparator 29 verbunden. Die Darstellungsvorrichtung 28 ist außerdem noch mit dem Übertragausgang des Zählers 17 verbunden. Während von den Impulsen am Übertragausgang des Zählers 17 das Schreibpapier der Darstellungsvorrichtung 28 schrittweise fortgeschaltet wird, wird von denn Bit-Worten am Q-Ausgang des D-Flip-Flops 20 der Griffelschreiber gesteuert. In der Darstellungsvorrichtung 28 wird somit der minimale Hub über der Anzahl i der Bremsungen dargestellt. Diese Darstellungsform ermöglicht dem Fahrer, die Tendenz des Bremsbelagverschleißes zu erkennen und daraus Rückschlüsse auf die Lebensdauer des Bremsbelages zu ziehen. Die in Fig. 1 zu sehenden plötzlichen Hubverkleinerungen resultieren dabei aus Nachstellungen des Lüftungsweges der Radbremse. Im Komparator 29 wird der am Q-Ausgang des Flip-Flops 20 jeweils anstehende minimale Bremszylinderhub aus sechs zehn Bremsbetätigungen mit einem eingegebenen zulässigen maximalen Hub Hzul verglichen.Ist der jeweilige minimale Bremszylinderhub gleich oder größer als der zulässige Maximalhub, schaltet der Komparator 29 eine weitere Warnleuchte 30 ein, die dem Fahrer.signalisiert, daß der Lüftungsweg der Radbremse nachgestellt werden muß. Es sei angemerkt, daß für den hier zuvor beschriebenen Schaltungsteil anstelle des Q-Ausgangs des D-Flip-Flops 20 auch der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 21 verwendet werden kann, da im Speicher 18 jeweils immer zwei zeitlich aufeinanderfolgende Hubmeßwerte abgespeichert sind, die über die beiden Speicherausgänge 31 und 32 parallel abgenommen werden.
• In der Anzeige 25 kann der Fahrer jederzeit den momentanen Bremsbelagverschleiß ablesen und damit die Restdicke des Bremsbelags feststellen. Außerdem erhält er durch Aufleuchten der Warnleuchte 27 einen Hinweis, daß die minimal zulässige Restdicke des Bremsbelags erreicht ist und die Radbremse neu belegt werden muß.
• Ist die Radbremse neu belegt, so wird die Anzeige 25 gelöscht und der Summierer 24 auf Null zurückgestellt.
• Dies erfolgt mit Hilfe eines Tasters 33, der kurzzeitig einen Löschimpuls an die Reset-Eingänge des Summierers und.der Anzeige legt. In Fig. 2 ist die in Fig. 1 beschriebene Vorrichtung für zwei Radbremsen einer Radachse dargestellt. Die in Fig. 1 strichpunktiert umrahmte Schaltungseinheit mit den Eingängen A und B und dem Ausgang C ist in Fig. 2 als Kasten dargestellt. Den Anschlüssen A - C ist in Zuordnung zur Bremse 1 bzw. Bremse 2 der jeweilige Index beigeschrieben. Die Bremsen1 und2 werden gemeinsam betätigt, wobei gleichzeitig der Bremslichtschalter 10 geschaltet wird. Die inkrementalen Weggeber 111 und 112 geben an die Eingänge A1 und A2 die jeweiligen Bremszylinderhubmeßwerte. An den Ausgängen C1 und C2 steht - wie zu Fig. 1 beschrieben - der jeweils für eine Gruppe von sechszehn Bremsbetätigungen für jede Radbremse ermittelte Verschleißbetrag des Bremsbelags an. Diese beiden Verschleißbeträge V1 und V2 werden einem Komparator 34 zugeführt und dort miteinander verglichen. Ist der Verschleißbetrag V1 größer als der Verschleißbetrag V2 so steht am Ausgang 35 des Komparators 34 ein Steuersignal an, das einer Bremsdrucksteuervorrichtung 37 für die Bremse 1 zugeführt wird. Diese steuert den Bremsdruck für die Bremse 1 im Sinne des Erreichens eines gleichmäßigen Bremsbelagverschleißes in beiden Radbremsen, was bedeutet, daß der Bremsdruck der Bremse 1 erniedrigt wird. Ist der Verschleißbetrag V2 größer als der Verschleißbetrag V1, so wird über den Ausgang 36 eine Bremsdrucksteuervorrichtung 38 für die Radbremse 2 angesteuert. Auf diese Weise wird eine gleiche Abnutzung aller Radbremsen der Bremsanlage erzielt.
• Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So muß der Meßwertgeber für den Bremszylinderhub nicht ein inkrementaler Weggeber 11 sein. Die Messung des Bremszylinderhubs kann auch elektrisch analog erfolgen. Der Hubweg des Bremszylinders kann dabei optisch, akustisch, mechanisch, induktiv, kapazitiv oder mittels Widerstandsmessung gemessen werden.
• Auch die Verwendung des Bremslichtschalters 10 als Zählimpulsgeber ist nicht notwendigerweise zwingend.
• Der Zählimpuls kann auch von einem Mindesthub des Bremszylinders oder des Bremspedals abgeleitet werden.

Claims (5)

1. Ansprüche 1). Verfahren zur Prüfung des Betriebszustands Bremsen mit verschleißunterworfenen Bremsbelägen, insbesondere von druckmittelbetätigten Trommel-oder Scheibenbremsen in Kraftfahrzeugen, bei welchem aus dem Verschiebeweg oder Hub eines Bremszylinders mindestens einer Radbremse bei Bremsbetätigung eine Zustandsanzeige abgeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei jeder Bremsbetätigung der Bremszylinderhub gemessen wird, daß aus einer Anzahl von Hubmeßwerten (Hi) der jeweils kleinste (Hmin)ermittelt und abgespeichert wird und daß die Speicherwerte als Kriterium für die Zustandsanzeige verwendet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Speicherwerten die Hubdifferenz (H) berechnet wird, daß aus der Hub- differenz (#H) unter Berücksichtigung der Geometrie der jeweiligen Radbremse ein Verschleißbetrag (V) des Bremsbelags bestimmt wird, daß die Verschleißbeträge (V) aufaddiert werden und daß die Summe optisch dargestellt und/oder mit einem vorgegebenen maximalen Wert des Bremsbelagverschleißes (Vzul) verglichen und ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn die Summe den vorgegebenen Verschleißwert (Vzul) überschreitet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Speicherwerte (Hmin) optisch sichtbar dargestellt werden, vorzugsweise über der Anzahl (i) der erfolgten Bremsungen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Speicherwerte (Hmin) mit einem vorgegebenen Wert eines zulässigen Maximalhubs (Hzul) verglichen werden und daß ein weiteres Warnsignal als Nach-.

   stellanzeige für die zugeordnete Radbremse ausgegeben wird, wenn der Speicherwert (Hmin) den vorgegebenen Maximalwert (Hzul) erreicht oder überschreitet.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die aus gleichen Bremsungen ermittelten Verschleißbeträge (V1,V2) von mindestens zwei Radbremsen (1,2) jeweils miteinander verglichen und bei Ungleichheit der Bremsdruck an mindestens einer der Radbremsen (1,2) im Sinne einer Verschleißbetragsgleichheit korrigiert wird.