SE504466C2 - Slitageindikeringsanordning för bromsbelägg - Google Patents

Description

504 466 N Ü 20 25 Sensorn skall också ha smà dimensioner pà grund av det ofta mycket begränsade, tillgängliga utrymmet. Den från sensorn kommande informationen skall vara så noggrann som möjligt och skall kunna länkas samman med annan information som finns i moderna fordon, där datorer och annan elektronisk utrustning utnyttjas i ökande utsträckning.

E. _ En slitagesensor, som uppfyller de ovannämnda och andra krav, uppnås enligt uppfinningen genom att en kodad skiva, vilken på sin yta är uppdelad i ett antal lika stora cirkelsektorer, har åtminstone en kodad bana, formad som ett cirkelsegment, med lika långa magnetiska områden i varje sektor, vilka magnetiska områden har olika längder i olika kodade banor, och att ett hallelement är anordnat i en del i anslutning till den kodade skivan för att avkänna varje kodad bana, varvid den kodade skivan och nämnda del är vridbart anordnade i förhållande till varandra.

Den kodade skivan är företrädesvis förbunden med kam- axeln, medan hallelementen är anordnade i ett lock hos ett hus för anordningen.

I en praktisk och föredragen utföringsform har den kodade skivan tre sektorer, vardera med en vinkel av 120°, vilket i princip kommer att vara det maximala arbetsområdet för slitagesensorn; två av dessa sektorer har vardera två kodade banor, medan den tredje sektorn har tre kodade banor, och antalet hallelement är sju.

På detta sätt kommer anordningens noggrannhet att vara l°, vilket anses vara mycket bra.

Om blott information om slitagetillståndet krävs, är slitagesensorns hus förbundet med bromshävarmen, vilket ger en enkel anordning med jämförelsevis få varianter.

Om också information om bromscylinderkolvslaget och bromsfunktionen önskas, skall huset vara förbundet med en fast del i fordonsunderredet. 10 15 20 25 30 35 504 466 Elektroniska kretsar för överföring av signalerna fràn hallelementen till en analog eller digital utgàngssig- nal, lämplig för ytterligare behandling i fordonet, är mon- terade i locket.

Den totala tjockleken hos anordningen (kodad skiva och hus med hallelement liksom elektroniska kretsar) kan vara så liten som 10 mm, vilket i många fall är det enda tillgängliga utrymmet för sensorn.

. . En I .

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en sidovy, delvis i sektion, av en automatisk broms- hävarm med en första utföringsform av en anordning eller en slitagesensor enligt uppfinningen, fig 2 är en frontvy från höger i fig 1 av en kodad skiva i sensorn, fig 3 är en frontvy frán vänster av ett lock för sensorn, fig 4 är en sidovy, delvis i sektion, av en automatisk bromshävarm med en andra utföringsform av en slitagesensor enligt uppfin- ningen, fig 5 är en frontvy frán höger i fig 4 av en kodad skiva i denna sensor samt fig 6 är en frontvy fràn vänster av ett lock för denna sensor.

J. 3 1 1 . . E" 3 En . E En automatisk bromshävarm 1, visad i fig 1 och 4, är välkänd i facket. Den har en inbyggd bromsregulator och är monterad pá en splinesförsedd S-kamaxel 2. Pâ ett i fig 1 och 4 ej visat sätt är denna axel 2 vid sin andra ände för- sedd med en S-kam, som vid vridning bromsande pressar bromsbelägg på bromsbackar mot en bromstrumma. Med sin i fig 1 och 4 övre ände är bromshävarmen 1 förbunden med en tryckstàng hos en företrädesvis pneumatisk bromscylinder, som är fäst vid ett fordonsunderrede. Detta S-kambromsar- rangemang är vanligt på tunga landsvägsfordon, såsom last- bilar och bussar. Ändamálet med den i bromshävarmen 1 inbyggda bromsre- gulatorn är att hålla spelrummet mellan varje bromsbelägg 504 466 4 20 25 30 35 och bromstrumman konstant oberoende av bromsbeläggets slitage eller nötning. Detta sker genom gradvis vridning av kamaxeln 2 i förhållande till bromshävarmen 1. Den totala vridningen av kamaxeln 2, då bromsbeläggen är utnötta, är i storleksordningen 90 - 100°.

För att utföra sin avsedda funktion behöver en auto- matisk bromshävarm 1 en referenspunkt eller fixpunkt. I det visade fallet uppnås detta med hjälp av en styrarm 3, som är vridbar i förhållande till bromshävarmen 1 och är anslu- ten till en fast arm 4, fäst vid fordonsunderredet, med hjälp av en skruv 5 och en mutter 6.

För att primärt få en indikation på slitaget hos bromsbeläggen men även om slaget hos den tryckstáng som förbinder bromshävarmen 1 med bromscylindern är en sensor 7 (fig 1) eller 8 sätt som nu skall beskrivas närmare. (fig 4) anordnad vid bromshävarmen 1 på ett En sensor 7, som visas i fig 1, består av tre delar: en basring 9, en kodad skiva 10 (fig 2) och ett lock 11 (fig 3).

Den kodade skivan 10 är vridbar i förhållande till sitt hus, som bildas av basringen 9 och locket 11, hopsnäppta till en enhet. Den inre omkretsen 10' hos den kodade skivan 10 är utformad för att passa på splinesen hos S-kamaxeln 2 för att vara vridbar därmed, då sensorn 7 är monterad på den ände av axeln 2 som sträcker sig ut från bromshävarmen 1 och hålls på lämpligt sätt i läge, såsom med hjälp av en bricka 12 och en låsring 13. Vid utförings- formen enligt fig 1 är sensorhuset 9, 11 förbundet med bromshävarmen 1, såsom illustreras vid 14. För detta ända- mål är locket 11 försett med ett utskott 11'.

Den kodade skivan 10 är försedd med ett mönster av magnetiska områden, som skall beskrivas, och kan vara fram- ställd av polyamid med magnetiskt material, medan locket ll är försett med ett antal hallelement 15 för att avkänna de magnetiska områdena. 10 Ü 20 25 30 35 504 466 UI Det har redan nämnts att den totala vridningen hos bromshävarmen 1, tills bromsbeläggen är utslitna, är i om- rådet 90 - l00°. vridning motsvarande det maximala tryckstångsslaget av Till detta skall läggas en ytterligare ungefär 30°. Sensorn 7 skall alltså ha förmågan att avge signaler för vridning i området O - l20°.

Denna kapacitet uppnås genom att ytan hos den kodade skivan 10 är uppdelad i tre sektorer med en vinkel av var- dera l20°.

I två av dessa sektorer finns två kodade banor i (Avvikelser fràn det exakta värdet l20° är möj- liga). form av cirkelsegment och i den tredje sektorn tre sådana kodade banor. Varje sådan kodad bana innehåller ett antal på varandra följande magnetiska sydpoler och nordpoler, illustrerade i fig 2 som vita respektive skuggade områden.

Längderna hos de magnetiska områdena skiljer sig mellan de kodade banorna, men inom en viss kodad bana har sydpolerna och nordpolerna samma längd.

Varje hallelement 15 i locket 11 är avsett att av- känna närvaron av en sydpol eller en nordpol i en viss kodad bana. Antalet hallelement 15 i locket ll är alltså sju i grupper om två, två respektive tre.

Vid en relativ vridning mellan den kodade skivan 10 och locket 11, där arrangemanget med de magnetiska områdena och hallelementen är på ovan beskrivet sätt, kan det demon- streras att kombinationen av signalerna från de sju hallelementen 15 kommer att ge en noggrannhet av 1°.

I den följande tabellen har vinkelområdet 30 - 40° slumpmässigt valts för att demonstrera att varje grad mot- svarar en viss kombination av signaler (l=nordpol, 0=sydpol) från de sju hallelementen 15: 504 466 6 IO 15 20 25 30 35 Hallelement nr 1 2 3 4 5 6 7 30° 1 0 0 0 1 O 0 31° 0 O 0 0 1 O 0 32° 0 O 0 0 l l 0 33° 1 0 0 0 1 1 0 34° 1 1 0 0 1 1 0 35° 0 1 0 0 1 1 0 36° 0 l 1 0 l 1 0 37° l 1 1 0 l 1 0 38° 1 O 1 0 1 1 0 39° 0 0 1 0 1 1 0 40° 0 0 1 1 1 1 0 De elektroniska kretsar som krävs för att överföra de olika signalerna från hallelementen 15 till en analog eller en digital utgàngssignal är också monterade i locket 11. En ledning 16 med en kontakt 17 är ansluten till utskottet 11' för att överföra utgángssignalen och en ingàngsspänning för sensorn.

För att minimera den momentana strömförbrukningen vid användning är de elektroniska kretsarna företrädesvis an- ordnade att göra en sekvensiell avläsning av hallelementen.

Ett normalt hallelement har en märkström av 5 mA, vilket för sju samtidigt arbetande hallelement betyder en total förbrukning av 35 mA (plus förbrukningen för de elektro- niska kretsarna). Enligt uppfinningen är de elektroniska kretsarna konstruerade att avläsa de olika hallelementen i sekvens en åt gängen med ett tidsintervall i storleksord- ningen millisekunder, vilket betyder att den momentana strömförbrukningen för indikeringsanordningen blott kommer att vara 5 mA (plus förbrukningen för de elektroniska kret- sarna) men fortfarande att den kombinerade avläsningen från de sju hallelementen inte blir lidande.

En något modifierad utföringsform visas i fig 4 - 6.

Med undantag av locket för sensorn 8 är alla delarna de- samma som vid den tidigare utföringsformen och har alltså samma hänvisningsbeteckningar. Locket har här hänvisnings- beteckningen 18. Detta lock 18 har ett utskott 18', som är 10 15 20 25 30 7 i 504 466 förbundet med den fasta armen 4, till vilken även styrarmen 3 hos bromshävarmen 1 är förbunden. Locket 18 är försett med hallelement 15 pä samma sätt som locket 11.

Vid den första utföringsformen enligt fig 1 - 3, som är enkel och ger förhållandevis få installationsvarianter, är sensorhuset 9, 11 förbundet med bromshävarmen 1 och är sàlunda vridbart därmed, medan den kodade skivan 10 är fäst vid kamaxeln 2 och är vridbar därmed. Den genom ledningen 16 och kontakten 17 gående signalen är indikativ för den relativa vridningsrörelsen mellan bromshävarmen 1 och kam- axeln 2 och kan alltså blott ge information om bromsbelägg- slitaget; denna information är emellertid basal för anord- ningen.

Ytterligare information kan fås fràn utföringsformen enligt fig 4 - 6, där sensorhuset 9, 11 är förbundet med den fasta armen 4, fäst vid fordonsunderredet. Denna ut- föringsform kommer sålunda att ge information om alla vin- kelrörelser hos kamaxeln 2. Härigenom kan följande informa- tion i tre områden nås: 1. Beläggslitageinformation: genom att känna till vinkelvärdet vid nya bromsbelägg är det lätt att definiera vinkeln för utslitna belägg. 2. Kolvslagsinformation: genom att veta vinkelvärdet för en helt lossad broms är det lätt att jämföra denna vin- kel med vinkeln för en ansatt broms. 3. Bromsfunktion: genom att jämföra informationen fràn de olika sensorerna vid alla hjulen hos fordonet är det lätt att avkänna om en broms inte fungerar ordentligt, exempelvis om bromsluften är fránkopplad eller om S-kam- axeln är brusten o s v.

Vid de föredragna utföringsformerna är antalet cir- kelsektorer tre och antalet kodade banor och hallelement 7, vilket med den beskrivna konstruktionen ger en noggrannhet av 1°. Konstruktioner med andra antal är emellertid möjliga 504 466 8 och ger olika noggrannheter: lägre antal - lägre noggrann- het och högre antal - högre noggrannhet.

Claims (7)

W U 20 25 30 35 504 466 PATENTKRAV

1. Anordning för att indikera slitage hos bromsbelägg i en fordonsbroms, företrädesvis påverkad via en automatisk bromshävarm (1) med en inbyggd bromsregulator, vilken hävarm är avsedd att överföra bromskraft från en broms- cylinder och är monterad på en bromspáverkande kamaxel (2), k ä n n e t e c k n a d därav, att en kodad skiva (10), som pà sin yta är uppdelad i ett antal lika stora cirkel- sektorer, har minst en kodad bana, formad som ett cirkel- segment, med lika långa magnetiska områden i varje sektor, varvid de magnetiska områdena har olika längder i de olika och att ett hallelement (15) en del (ll) i anslutning till den kodade skivan för att av- kodade banorna, är anordnat i känna varje kodad bana, varvid den kodade skivan (10) och nämnda del (ll) är vridbart anordnade i förhållande till varandra.

2. Anordning enligt krav 1, k å n n e t e c k n a d därav, (10) (2) och att hallelementen (15) är anordnade i ett lock (11) hos ett hus (9, 11) för anordningen. att den kodade skivan är förbunden med kamaxeln

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den kodade skivan (10) har tre cirkelsektorer vardera med en vinkel av l20°, att två sektorer har vardera tvâ kodade banor och en sektor har tre kodade banor samt (15)

4. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d att antalet hallelement är sju. därav, att huset (9, ll) är förbundet med bromshävarmen (1) (fig 1).

5. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d att huset (9, ll) (fig 4).

6. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, är förbundet med en fast del (4) i fordonsunderredet därav, att elektroniska kretsar för att överföra signalerna från hallelementen (15) till en analog eller digital ut- gàngssignal är monterade i locket (ll). 504 466 lO

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att de elektroniska kretsarna opererar de olika hallelementen (15) sekvensiellt för att minimera momentan strömförbrukning.