CN106068397B - 带有磨损指示器的制动蹄 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于盘式制动器或鼓式制动器的制动蹄(1)，该制动蹄具有承载板(2)和至少一个磨损指示器(4)，该承载板(2)带有固定在其上的摩擦衬片(3)，其特征为：所述磨损指示器(4)具有用于连续地或多级地测量摩擦衬片磨损的磨损传感器(6)以及具有用于无线信号传输的接收和发送单元(5)，其中，该接收和发送单元是无源的RFID(射频识别)应答器或SAW(声表面波)应答器。

Description

带有磨损指示器的制动蹄
技术领域
本发明涉及一种用于制动系统的制动蹄，带有在摩擦衬片区域内安置的器件，该器件还用于获知摩擦衬片磨损状态。所述制动蹄适用于盘式制动器和鼓式制动器，优选适用于盘式制动器，并且可应用在所有车辆类型中，特别是在轿车和商用车中。本发明还涉及这种制动蹄的制造。
背景技术
文献EP 0 754 875 B1中已经公开了一种制动蹄，该制动蹄具有带有多个导体回线的磨损指示器，该磨损指示器通过连接插头和缆线与控制器或指示器电连接。当所述导体回线不再导电或者必要时导电时，该控制器探测到中断的或者必要时闭合的电路。这样产生的信号用于确定摩擦衬片的磨损状态。这种制动蹄的制造与安装受到必需的插头接头以及缆线连接的妨碍，这些插头接头以及缆线连接事后还会在日常运行中对系统的稳固性造成负面影响。
文献DE 10 2008 032 818 A1以上述EP文献作为背景技术并且描述了一种制动蹄，在该制动蹄上，一个呈无源应答器形式的传感器被布置在摩擦衬片承载板上，该传感器通过线圈电路与真正的摩擦衬片中的磨损丸连接。磨损丸能够以不连续的分级来指示摩擦衬片的磨损状态。如果应答器直接埋入摩擦衬片内，则应答器在达到预定的摩擦衬片厚度时被破坏。通过在相应的摩擦衬片深度中安装多个应答器来指示不同的摩擦衬片厚度。这种制动蹄的制造或者这种磨损识别系统的制造由于所描述的复杂性而一直是费事的，并且因此是成本高的。
另外的背景技术文献例如是DE 10 2008 011 288 A1和DE 10 2008 020 425 A1，这些文献与前述DE文献类似地描述使用无源应答器或者使用所谓用于射频识别(RFID)技术用于识别磨损或者用于监视摩擦衬片的衬片厚度。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于盘式制动器或鼓式制动器的制动蹄，该制动蹄具有承载板和至少一个磨损指示器，该承载板带有固定在其上的摩擦衬片，其中：所述磨损指示器构造为埋入到摩擦衬片内的体积体，所述体积体包含有用于连续地或多级地测量摩擦衬片磨损的磨损传感器以及用于无线信号传输的接收和发送单元。
因此，本发明的任务在于，提供一种制动蹄，其装备有用于尽可能连续地监视摩擦衬片磨损状态的系统并且很大程度上避免背景技术的上述缺点。此外，这种布置应是耐用的并且在日常运行中是可靠的并且应能够尽可能简单地、因而低成本地制造。
本发明的任务通过带有上述技术方案特征的所述类型制动蹄解决。
根据本发明，设置磨损指示器，该磨损指示器布置在真正的摩擦衬片上并且以优选方式埋入到摩擦衬片中。该磨损指示器包括至少两个元件。一个元件是用于识别摩擦衬片磨损状态的真正的传感器。该传感器被设计用于连续地探测磨损状态或者至少用于以小的级别探测磨损状态。该传感器优选由环、即所谓阻抗网组成，它们不同距离地伸入磨损指示器中并且因而也不同距离地伸入摩擦衬片中。随着不断的摩擦衬片磨损，导体轨被一点点中断，由布置在磨损指示器中的接收/发送单元产生的相应信号通过布置于车辆中的或者外部的控制器和/或阅读器被接收并显示。该传感器优选具有1至10个导体回线，这些导体回线优选由金属材料(例如铜或铝)或者专业人员已知的导电合成材料(例如掺杂的聚乙炔)制造。
作为第二元件的所述接收/发送单元优选是应答器并且在优选实施方式中是无源应答器。该应答器使得能够借助无线传输技术实现信号传输和处理。本发明优选的传输技术是所谓射频识别(RFID)技术，尤其还是声表面波(SAW)技术。
射频识别系统的应答器或者标签通常由微芯片、天线、载体或壳体以及能量源组成，该能量源在无源应答器的情况下例如通过电容器形成。无源应答器从所接收的阅读器电磁波中获得用于供给微芯片的能量。允许的摩擦衬片磨损程度通过上述真正的磨损传感器在摩擦衬片中的相对位置确定并且与具体情况中的应用目的、载荷以及相关安全要求有关，如果达到了该磨损程度，则该摩擦配对件与应答器或者说传感器发生接触，由此，应答器或者说传感器在它的功能方面发生改变。由应答器反馈的信号与摩擦传感器的完好状态相比发生改变并且被控制器和/或阅读器相应地接收和显示。不断进展的磨损(逐渐的导体轨中断)在此相应于在微芯片上存储的用控制器和/或阅读器反馈的信号样本。在射频识别微芯片(RFID微芯片)上优选存储针对每个制动蹄类型特定的、不可删除的识别码。由此可以例如中央存储、跟踪企业(例如运输公司)的不同车辆的摩擦衬片的磨损状态并安排摩擦衬片更换，由此确保优化的使用寿命和最小的车辆停歇时间。
代替射频识别应答器或者射频识别标签，也可以在本发明优选实施方式中应用所谓声表面波标签(SAW-Tag)，该声表面波标签利用声表面波效应。在声表面波标签情况下，通过天线接收的微波最后被转换为声表面波(SAW)。反射的声表面波被重新转换为电磁波，该电磁波然后通过标签的天线被传输给控制器或阅读器。声表面波标签与普通射频识别系统相比的主要优势在于高的耐温性(例如直至350度)，与感应式射频识别系统相比的主要优势在于大的读取距离以及它的高的机械耐用性和化学耐用性。
可用于本发明的射频识别标签和声表面波标签(应答器)以及对应的控制器和阅读器可在市场上得到。
在另一优选实施方式中，本发明磨损指示器附加地具有连续地或非连续地工作的温度传感器。该元件优选基于下述测量原理之一：
-热阻效应(基于金属的温度传感器，例如铂金阻抗感测器或铜阻抗感测器)
-机械效应(例如应变传感器或气体压力传感器)
-热电效应(例如铠装热电偶，例如NiCr Ni)
-辐射效应(例如高温计)
-测温颜色
-液晶
-噪音温度计，带有纤维光具的荧光温度计
-测温锥
-石英温度计
-声学测量方法。
在此，温度传感器可以或者穿过整个摩擦衬片并且直接与制动盘接触，或者在可能存在的中间层或承载板的摩擦衬片材料的内部终止。当与制动盘存在直接接触时，温度传感器或者热电偶或者热金属丝随着摩擦材料磨损，而此时不失去它的传感器特性。也可以设置，热电偶从一定磨损极限起被破坏并且该破坏被利用于感测摩擦衬片已达到最终使用寿命。
优选将传感元件装入所说明的体积体中。此外可以例如是K型标准NiCr Ni热电偶，其例如可以从该公司：http://www.thermagmbh.de购得。热电偶也可以由带有硅石绝缘和陶瓷套的各个热导线(例如Omegatit )制造并且集成。
在另一优选实施方式中，本发明磨损指示器附加地具有所谓最大温度存储元件。该元件由具有限定的熔化温度的可熔化导电材料组成。熔化温度在此相当于在摩擦衬片运行中不能超过的最大温度。当超过该温度时，通过熔化而出现短路或者产生接触，相应的信号被传输给控制器或者阅读器，因而被传输给车辆的驾驶员。这种功能方式原则上相应于(除熔化外)在所说明的真正的摩擦传感器上存在的功能方式。用于最大温度存储元件的适合的、可熔化的并且导电的材料例如是具有420度熔化温度的锌。
所述最大温度存储元件优选具有两个或者更多上述可熔化单元，这些单元不相互接触地布置。
本发明磨损指示器的所提及的部件和未提及的部件按种类和数量原则上可自由组合。
本发明磨损指示器或者体积体优选具有柱形的或锥形的形状并且优选安装在承载板区域中、承载板的贯通开口或凹槽内或承载板上。该磨损指示器的直径典型地位于10到30mm范围内并且它的高度最大相当于安装在承载板上的摩擦衬片的厚度或者最大相当于摩擦衬片厚度加上承载板厚度(体积体安装在承载板贯通开口内)或者加上承载板凹槽深度。通常情况下，体积体不延伸至摩擦衬片的表面处，而是仅延伸至摩擦衬片中的与摩擦衬片的类型和用途相关的预给定磨损极限。
优选设置，所述磨损指示器或体积体由具有摩擦材料特性的、耐热的、热固性材料制造或由该材料组成。根据本发明，为此优选使用为希望的使用目而设置的摩擦混合物，或者至少使用优选这种混合物的典型组成成分，例如酚醛树脂和/或环氧树脂和/或不导电填充物。上述元件(磨损传感器，应答器和最大温度存储元件)则被埋入该材料中，即，用该材料填充这些元件之间的间隙并且这些元件被该材料包围，该材料因而也形成该体积体的外层。
本发明制动蹄的制造和因此还有所述磨损指示器的优选布置原则上相应于在文献EP 0 754 875 B1中所述的方法与布置。针对本说明书的目的明确地引用该文献中的相应公开内容，尤其是按照第[0013]到[0022]段的解释。
本发明制动蹄优选这样制造：在承载板中加工贯通开口或凹槽，在压装上摩擦材料之前将制好的磨损指示器在摩擦衬片侧装入该贯通开口或凹槽中。之后将摩擦材料(带有或不带有中间层并且带有或不带有附加粘接层)压装到承载板上。
这样实现的优点尤其在于，通过在预先装配好磨损指示器的情况下将摩擦材料压装到衬片载体上，该磨损指示器不可松脱地结合到摩擦材料中并且它在摩擦衬片中的位置不会再改变。
摩擦衬片中的用于接收所述磨损指示器的凹槽或者本发明还设置的用于接收两个或更多个磨损指示器的凹槽以这种方式被最小化：摩擦面被最大程度地利用。通过用摩擦材料在该摩擦材料中完全罩住所述体积体，保护该体积体在制动蹄安装和运行期间不被损坏。
通过所描述的方法可以省去否则必需的用于后续安装磨损指示器的工作，在这些工作中必须设置钻孔并且清除污物。承载板内的可能必要的贯通开口在与例如用来进行必要的锚接槽口加工的相同冲压过程中产生。
在前面的说明书中以及后面的实施例部分中提及的本发明实施方式以及特征不用于限制本发明。而是本发明可包括对专业人员来说有利地公开的任何特征组合。
附图说明
下面本参照附图详细阐述发明实施例。
图1示出本发明制动蹄以及本发明磨损指示器或者说体积体的横截面图。
具体实施方式
图1中示出的制动蹄1包括承载板或衬片载体2，该承载板或衬片载体带有安装在其上的摩擦衬片3和埋入该摩擦衬片3中的磨损指示器4。磨损指示器4安置在承载板2的贯通开口中并且具有无线接收/发送单元5(RFID标签或SAW标签)、有连续地或多级地测量的磨损传感器6(在这里以导体回线的形式示出)以及最大温度存储元件7和温度传感器9。填充物和包封这些元件5-7和9并且形成磨损指示器4的外层的材料8由与摩擦衬片3相同的摩擦材料组成。

Claims (13)

1.用于盘式制动器或鼓式制动器的制动蹄(1)，该制动蹄具有承载板(2)和至少一个磨损指示器(4)，该承载板(2)带有固定在其上的摩擦衬片(3)，其特征为：所述磨损指示器(4)构造为埋入到摩擦衬片(3)内的体积体，所述体积体包含有用于连续地或多级地测量摩擦衬片磨损的磨损传感器(6)以及用于无线信号传输的接收和发送单元(5)。
2.根据权利要求1所述的制动蹄(1)，其特征为：所述接收和发送单元(5)是RFID应答器或SAW应答器。
3.根据权利要求2所述的制动蹄(1)，其特征为：所述RFID应答器是无源应答器。
4.根据权利要求2所述的制动蹄(1)，其特征为：所述接收和发送单元(5)是SAW应答器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损传感器(6)具有多个导体回线。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)具有温度传感器(9)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)具有最大温度存储元件(7)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)具有柱形的或锥形的形状。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)具有从10mm至30mm的最大直径。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)由与摩擦衬片(3)相同的材料制造。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的制动蹄(1)，其特征为：所述磨损指示器(4)被安装在承载板(2)的贯通开口中。
12.磨损指示器(4)，用于根据权利要求1至11中任一项所述的制动蹄(1)中。
13.用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的制动蹄(1)的方法，包含下述步骤：
a)在所述承载板(2)加工贯通开口或凹槽，
b)将磨损指示器(4)在摩擦衬片侧装入所述贯通开口或凹槽中并且
c)将摩擦材料压装到承载板(2)上，该摩擦材料包封所述磨损指示器(4)。
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