CN103026090A - 盘式制动器的制动磨损传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘式制动器的制动磨损传感器，具有：a.传感器单元（3）;b.与传感器单元（3）共同起作用的传动装置（10）；以及c.中央驱动元件（8），其与传动装置（10）处于啮合状态，针对配属于制动磨损情况的输入变量或特征变量；其特征在于，d.所述制动磨损传感器具有至少一个用于另一个输入变量或特征变量的附加输入端（9）。

Description

盘式制动器的制动磨损传感器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的盘式制动器的制动磨损传感器。本发明也涉及一种用于分配这种制动磨损传感器的测量信号的方法。

背景技术

已知不同构造方式的盘式制动器，并且它们经常配有用于查明制动衬片和制动盘的磨损的传感器。在一种实施方式中，这种制动磨损传感器具有能够通过行星齿轮传动装置进行调节的电位计。其中，该行星齿轮传动装置与调整装置耦合，其调整路径作为旋转角度被传递到该行星齿轮传动装置上。该电位计可以已经装配有用于处理测量信号的集成的电子元件。

这些制动磨损传感器已经证明为是最佳的。在制动器和制动流程的自动化程度越来越高且监控越来越严密的情况下，存在获取更多特征变量的需求。例如可能是这种盘式制动器的制动回转杆的冲程。然而，为了感应每个其它的特征变量，都分别需要一个额外的传感器，它会占用相应的结构空间，并且会耗费与之相关的安装成本，包括构件的投入。

发明内容

因此，本发明的目的是，实现一种改进的制动磨损传感器。

该目的通过具有权利要求1所述特征的制动磨损传感器和具有权利要求9所述特征的方法得以实现。

本发明的理念在于，实现一种用于获取至少两种不同的输入变量或特征变量的制动磨损传感器。

据此，盘式制动器的制动磨损传感器具有：

a.传感器单元；

b.与该传感器单元共同起作用的传动装置；以及

c.中央驱动元件，其与传动装置处于啮合状态，针对配属于制动磨损情况的输入变量或特征变量。该制动磨损传感器的特征在于，

d.其具有至少一个用于另一个输入变量或特征变量的附加输入端。

通过制动磨损传感器上的这种附加输入端，一方面能够使用大部分情况下现有的构造部件。此外这意味着，为了获取另一个特征变量或者为了获取多个特征变量，不需要另外的具有成本高昂的电子元件的传感器。仅通过传感器中现有的构件的布局，并且通过在现有的传动装置上添加另一种驱动方式，就能够产生至少一个额外的测量信号。

其中，现有的传动装置被添加了至少一个附加输入端，由此该传动装置能够额外地通过该附加输入端进行调节。此外，只需要做出少许的变动或者补充，而不会显著扩大现有的结构空间。为了额外的特征变量不需要额外的传感器。

在一种实施方式中，该至少一个附加输入端通过附加驱动传动装置与传动装置耦合。在一种简单的实施方式中，该附加驱动传动装置可以是圆柱齿轮传动装置，其中，附加驱动元件具有该圆柱齿轮，其与传动装置齿轮的轮齿或者额外的轮齿处于啮合状态。此外，单独的或者与传动装置上相应的对应配对件组合起来的蜗杆传动装置、锥形齿轮传动装置、联接杆、挺杆或凸轮传动装置也是可能的。以有意义的方式，能够通过复位弹簧的力将传感器与止挡部相对地压在静止位置上。

一种优选的实施方式设计为，制动磨损传感器的与传感器单元共同起作用的传动装置是行星齿轮传动装置。其中，能够以简单的方式例如为行星架轮配备驱动部段，该驱动部段构成附加驱动传动装置的一部分。例如其可以是外轮齿或内轮齿。

传感器单元可以具有电位计；当然也可以具有用于处理和加工或者评估测量信号的电子装置。

传感器单元也可以具有单独的、或者与其它的传感器组合在一起的感应式的或/和电容式的传感器（Aufnehmer）。其中，传感器单元中的电子装置例如能够使测量信号相应地适于进一步处理，例如数字化。此外，感应式的和电容式的传感器提供的优点还有，进行操作是无需接触的并且因此是无摩擦的，而且还是免维护的。

用于将盘式制动器的制动磨损传感器的测量信号分配给制动磨损传感器的至少两个不同的输入变量或特征变量中的一个的方法的特征在于，根据盘式制动器的不同运行状态，将测量信号分别分配给制动磨损传感器的至少两个不同的输入变量或特征变量中的一个，其中，该制动磨损传感器是根据前述权利要求中任一项所述的制动磨损传感器。

此外，例如能够在制动控制器中集成一个评估装置，或者也可以单独地布置一个评估装置，该评估装置接收制动设备的关于当前状态的现有信号和数据，并且为了评估制动磨损传感器的测量信号而一起进行评估。

盘式制动器具有以上描述的制动磨损传感器。

附图说明

现在借助一个实施例参照附图更详尽地阐述本发明。其中示出：

图1示出根据现有技术的敞开的制动磨损传感器的示意透视图；

图2示出根据本发明的敞开的制动磨损传感器的示意透视图；

图3示出行星齿轮传动装置的示意透视分解图，其具有按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的传感器单元；

图4示出按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的沿着线IV-IV截取的透视剖面图；

图5示出按照图4所示的传动装置的示意性剖面图；以及

图6示出按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的特征曲线示意图。

相同的构造元件或者具有相同功能的功能单元在附图中标有相同的参考标号。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的敞开的制动磨损传感器的示意透视图。

传统的制动磨损传感器具有壳体1，在该壳体中一体形成了容纳传感器单元3的圆柱形的腔2。这个腔2在运行时配有在此未示出的封闭盖，该封闭盖固定着传感器构件。这里示出的壳体1具有一个固定侧，该固定侧安放在制动器上、例如制动钳上并且利用密封件25、例如O型环完全密封。为了进行固定，使用固定元件26、例如螺栓，其布置在壳体1的连接板形式的扩展部分中。在与固定侧相对置的一侧上设有连接部段6，该连接部段用于容纳插头，以便与触针5电连接，这些触针与传感器单元3处于连接状态。传感器单元3具有将机械变量转换为电变量的传感器。在这里是电位计形式的可变电阻，它可以具有额外的电子元件，并且能够根据所配属的盘式制动器的制动磨损情况（制动衬片磨损情况和制动盘磨损情况）通过中央的驱动元件8由传动装置10、在这里是由行星齿轮传动装置进行调节。此外，中央驱动元件8可以直接地或者间接地（例如通过另一个合适的传动装置）与制动器调整装置耦合。该调整装置根据制动磨损情况调整所配属的制动器的一个或多个制动衬片，为此要将旋转运动转换成直线式的调整运动。当超过某个预定值时，制动时实现旋转运动，例如借助制动回转杆。所以，该调整装置的旋转运动的转角相当于制动磨损在长度单位方面的衡量标准，例如mm。该转角借助行星齿轮传动装置被传递到电位计上，该电位计自身又将转角转换成电阻值。可以利用电压或者电流测量这个电阻，其中，该电压和/或电流反映出转角、调整的长度单位，并且因此反映出制动磨损情况的测量变量。

在图2中示出根据本发明的敞开的制动磨损传感器的示意透视图。

与按照图1的根据现有技术的制动磨损传感器相反，根据本发明的制动磨损传感器除了具有用于第一输入变量或特征变量的中央驱动元件8之外，还具有附加驱动元件22，作为用于获取第二附加的输入变量或特征变量的附加输入端9。其中，第一输入变量是制动磨损情况并且附加的输入变量是另一个特征变量，例如制动回转杆的杆冲程，它在制动过程中摆动，以用于压紧制动器或者一个或多个制动衬片，并且其中，当超过某个预定值时，也调节调整装置。

在此，附加驱动元件22作为附加输入端9也像中央驱动元件8一样与传动装置10共同起作用，并且形成了它的一种附加的调节可能性，并且因此形成了传感器单元3的传感器的一种附加的调节可能性。

图3示出作为行星齿轮传动装置的传动装置10的示意透视分解图，其具有按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的传感器单元3，并且图4还示出按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的沿着线IV-IV截取的透视剖面图。

“下面”和“下侧”这两个概念在这里描述的是朝向壳体1的腔2的底部的方向，并且“上面”和“上侧”这两个概念描述的是与之相反的方向。

传感器单元3在这里由电路板4组成，其防旋转地（在图中为此在腔壁中和电路板上以及相应的留空部上示出了突起部）布置在壳体1的腔2内的底部上，并且配有连接板，该连接板用于例如通过切削连接与接触件5相连。腔2的底部中央配有一个圆拱状的、圆柱形的轴承部段7，它在中央构成用于中央驱动元件8的容纳部。该电路板4具有匹配于该轴承部段7的外部轮廓的穿通口，轴承部段7在组装状态下穿过这个穿通口延伸（图4）。在该电路板4的例如上侧上设有电阻轨道（未示出）或者多个和一个接触轨道，它们与接触件5和/或电子元件电连接。电阻轨道和接触轨道与行星齿轮传动装置的操纵部段13一起构成电位计。操纵部段13例如可以是滑动触点，并且在此安放在行星齿轮传动装置的齿圈11的下侧上。

行星齿轮传动装置包括具有内轮齿12的齿圈11、三个具有外轮齿的行星齿轮14、行星架轮18和具有外轮齿的太阳轮15，该太阳轮与中央驱动元件8耦合。齿圈11、操纵部段13、行星架轮18和太阳轮15连同电位计或者传感器共轴地布置在一起。

齿圈11连带着操纵部段13布置在电路板4上方，正如从图4中能够看出的那样。它的内轮齿12与行星齿轮14处于啮合状态，这些行星齿轮通过行星齿轮轴承19可旋转地安放在行星架轮18的下侧上。该行星齿轮轴承19在此由行星架轮18的下侧的轴颈构成，其上可旋转地安放着行星齿轮14。在行星齿轮14之间的中间位置上布置着与其处于啮合状态的太阳轮15。该太阳轮15是中央驱动元件8的组成部分，它由柄部构成，该柄部大约在中间位置具有太阳轮15，并且在行星齿轮传动装置的组装状态下（图4）从上贯穿过行星架18的开口延伸，并且利用下面的轴承端部16可旋转地容纳在壳体1的轴承部段7的容纳部中。中央驱动元件8的另一个端部在径向上扩展并且设计为具有内轮齿或者说内轮廓的驱动端18。

行星架轮18在其上侧上的环绕的边沿上具有驱动部段10，附加驱动元件22通过附加驱动传动装置21与该驱动部段处于有效连接状态。在这个例子中，附加驱动传动装置21设计为齿轮传动装置，其中，行星架轮18的驱动部段10配有内轮齿，该内轮齿与附加驱动元件22的从动轮23的外轮齿啮合。其中，附加驱动元件22是轴，其下端具有从动轮23，并且其上端作为附加输入端9配有驱动轮24，它在这里具有外轮齿。附加驱动元件22在这里被这样布置，即，它的纵轴线以一定的间距平行于行星齿轮传动装置的轴线延伸。

在这种实施例中设计为，使得附加驱动元件22的驱动轮24直接地或者间接地通过另一个传动装置与所配属的盘式制动器的制动回转杆处于有效连接状态。于是，制动磨损传感器的附加输入端9上的第二输入变量或特征变量是制动回转杆的摆动运动或者升举运动。附加驱动元件22例如能够围绕其纵轴线可旋转地支承在壳体1的腔2的未示出的封闭盖中。

为了阐述第二输入变量或特征变量对制动磨损传感器的作用，图5示出按照图4所示的传动装置的示意剖面图。图6示出按照图2所示的根据本发明的制动磨损传感器的特征曲线示意图，在该上下文中也连带着对其进行阐述。

在图5中示出了行星齿轮轴承19的一种变体，其中，这些行星齿轮14分别具有一个轴颈销，其可旋转地容纳在行星架轮14的轴承容纳部中。示出的行星齿轮14是单级的。它们当然可以设计为两级或多级的。为了确定中央驱动元件8和附加驱动元件22的旋转方向，从上侧观察该行星齿轮传动装置（图5中是从右边）。

在这第一种情况下，即，当行星架轮18固定住时，使得中央驱动元件8开始进行在顺时针方向上的旋转运动时，仅获取例如磨损调整的第一输入变量或特征变量。太阳轮15通过轮齿在逆时针方向上转动行星齿轮14。于是就通过齿圈的与行星齿轮14处于啮合状态的内轮齿12同样在逆时针方向上让齿圈11转动。该旋转运动通过操纵部段13传递到传感器单元3的电位计上。由此使电位计的通过操纵部段13的滑动触头截取的电阻发生变化，该电位计在未详尽描述的电路中被加载电压，电阻发生变化的方式如下，即，使得在本实施例中在滑动触头上测得的电压升高。

图6示出传感器特征曲线27，它展示出在传感器单元3上测得的电压（横坐标）和磨损路径或者冲程（纵坐标）之间的关系。基于第一输入变量或特征变量的电压上升是从在传感器特征曲线27上用圆形标记的初始值出发的，即，这个值在箭头△Uv的方向上推移。与之相应的磨损值在纵坐标上得出。

如果制动磨损传感器现在在第二种情况下仅通过第二输入变量或特征变量（例如作为制动回转杆的冲程）通过附加输入端9也在顺时针方向上进行旋转运动，并且在这种情况下固定住太阳轮15或者中央驱动元件8，那么行星架轮18也在顺时针方向上旋转，并且因此使得行星齿轮14围绕着固定不动的太阳轮15旋转运动。由此使得齿圈11也同样在顺时针方向上进行旋转运动。

于是，在这第二种情况下，操纵部段13对于电位计的旋转方向是相反的，并且传感器特征曲线27上的起始点也朝向它在箭头△UH的方向上向上推移，因为测得的电压下降。制动回转杆的所属的冲程（从起始点出发）也同样能够在纵坐标上获知。

在第三种情况下，观察到向制动磨损传感器同时施加具有相同旋转方向的第一和第二输入变量或特征变量。其中，操纵部段13进行差别运动。

并且在第四种情况下，它是第三种情况的特殊情况，第二输入变量或特征变量被再次返回设置到它们的初始状态。这是在制动回转杆冲程的情况下。在制动开始时，制动回转杆从它的静止位置摆动到一个移出位置，并且在制动结束时再次返回到它的静止位置。然而，由此引发的调整运动作为第一输入变量或特征变量在新的位置上却保持不变。

从中得出，两个不同输入变量或特征变量的由这一个传感器单元3输出的多个测量信号能够通过合适的评估借助边界条件分配给这两个不同的输入变量或特征变量。这些边界条件是从制动器的运行状态中得到的，例如借助其所归属的制动控制信息。在未操纵制动器的状态下，由制动磨损传感器输出的测量信号是进行调整的衡量标准，并且因此是磨损程度的衡量标准。在制动操纵时，该测量信号被分配给制动回转杆的冲程。制动回转杆的正常冲程可以事先存储到评估电子元件的存储器中。那么在制动结束后，在制动操作时与该被存储的“正常值”的偏差借助后来变化的磨损值作为实施的磨损调整，可以区别于其它的、磨损值不改变的偏差。

于是，利用仅这一个制动磨损传感器就能够输出两个输入变量或特征变量的静态的和动态的测量信号。

磨损测量值还能够与可预先给定的极限值进行比较，从而生成制动衬片和/或制动盘的更换提示。

制动回转杆的冲程的静态的或者动态的测量信号能够例如与车辆的制动延迟评估联系到一起，从而判断制动性能或者识别与正常制动性能的偏差。

本发明不限于以上描述的实施例。它能够在所附的权利要求的范畴中进行修改。

正如上面针对具有传感器单元3的滑动触头的一种电位计实施方案所描述的方式一样，这个原理也能够用于无接触的变体，这种变体还提供了例如免维护和无摩擦的优点。这种无接触的变体可以包括感应式的或/和电容式的传感器，它们能够以模拟的或/和数字的形式输出测量信号。

作为具有圆柱齿轮轮齿的所示实施方式的代替，用于将第二输入变量或特征变量（在这里是制动回转杆的冲程）传递到制动磨损传感器上的附加驱动传动装置21也可以具有蜗杆传动装置、锥形齿轮传动装置、联接杆，或者借助挺杆设计而成。也可以考虑凸轮操纵装置。以有意义的方式，传感器通过复位弹簧的力被与止挡部相对地压在静止位置上。

对于多于一个的附加的输入变量或特征变量而言，也可以考虑多个附加驱动元件。

参考标号表

1   壳体

2   腔

3   传感器单元

4   电路板

5   触针

6   连接部段

7   轴承部段

8   中央驱动元件

9   附加输入端

10  传动装置

11  齿圈

12  内轮齿

13  操纵部段

14  行星齿轮

15  太阳轮

16  轴承端部

17  驱动端

18  行星架轮

19  行星齿轮轴承

20  驱动部段

21  附加驱动传动装置

22  附加驱动元件

23  从动轮

24  驱动轮

25  密封件

26  固定元件

27  传感器特征曲线

Claims (10)

1.一种盘式制动器的制动磨损传感器，具有：

a.传感器单元（3）；

b.与所述传感器单元（3）共同起作用的传动装置（10）；以及

c.中央驱动元件（8），所述中央驱动元件与所述传动装置（10）处于啮合状态，针对对应于制动磨损情况的输入变量或特征变量；

其特征在于，

d.所述制动磨损传感器具有至少一个用于另一个输入变量或特征变量的附加输入端（9）。

2.根据权利要求1所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述至少一个附加输入端（9）与所述传动装置（10）处于共同起作用的状态。

3.根据权利要求2所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述至少一个附加输入端（9）通过附加驱动传动装置（21）与所述传动装置（10）耦合。

4.根据权利要求3所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述附加驱动传动装置（21）设计为圆柱齿轮传动装置、蜗杆传动装置、锥形齿轮传动装置、联接杆、挺杆或凸轮传动装置。

5.根据权利要求2或3所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述传动装置（10）是行星齿轮传动装置。

6.根据权利要求5所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述附加驱动传动装置（21）与所述行星齿轮传动装置的行星架轮（18）耦合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述传感器单元（3）具有电位计。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的制动磨损传感器，其特征在于，所述传感器单元（3）具有感应式的或/和电容式的传感器。

9.一种用于将盘式制动器的制动磨损传感器的测量信号分配给所述制动磨损传感器的至少两个不同的输入变量或特征变量中的一个的方法，其特征在于，根据所述盘式制动器的不同的运行状态，将所述测量信号分别分配给所述制动磨损传感器的所述至少两个不同的输入变量或特征变量中的一个，其中，所述制动磨损传感器是根据前述权利要求中任一项所述的制动磨损传感器。

10.一种具有根据权利要求1至8中任一项所述的制动磨损传感器的盘式制动器。

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