CN116601406A - 制动片保持组件、制动钳组件、盘式制动器和盘式制动器监测系统 - Google Patents

Abstract

一种用于制动钳组件(2)，特别地用于商用车制动钳组件的制动片保持组件(10)，其包括保持元件(12)和传感器元件(50)，其中，保持元件(12)在纵向方向(L)上延伸，其中，传感器元件(50)间接和/或直接地固定或能够固定到保持元件(12)。

Description

制动片保持组件、制动钳组件、盘式制动器和盘式制动器监测 系统

技术领域

本发明涉及制动片保持组件、制动钳组件、盘式制动器和盘式制动器监测系统。

背景技术

监测盘式制动器的状况在现有技术中是已知的。为此，通常将传感器元件集成到制动片中，该传感器元件旨在用于或能够检测制动片的磨损状况。然而，现有技术中已知的这些用于监测盘式制动系统的状况的系统中存在的问题在于，在传感器发生故障时，必须更换整个制动片，并且此类系统所需的制动片非常昂贵。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于监测盘式制动器的装置，其成本低廉且不需要大量组装工作。

该目的通过根据权利要求1所述的制动片保持组件、根据权利要求6所述的制动钳组件、根据权利要求14所述的盘式制动器以及根据权利要求15所述的盘式制动器监测系统来实现。其它的优点、特征和实施例在从属权利要求、说明书和附图中给出。

根据本发明，提供了一种用于制动钳组件的制动片保持组件。特别地，制动片保持组件可被设计为用于商用车辆制动钳组件。特别地，制动片保持组件包括保持元件和传感器元件。保持元件有利地在纵向方向上延伸，其中，传感器元件可以间接和/或直接地固定或能够固定到保持元件。因此，根据本发明的制动片保持组件布置在制动钳组件中，使得一组制动片通过制动片保持组件固定在它们的最终安装位置。因此，这种制动钳组件能够容纳可分别布置在制动盘的侧面的制动片，从而可以通过这些制动片来制动制动盘。有利地，制动片保持组件被设计成使得其可用于商用车辆制动钳组件。本发明意义上的商用车辆尤其是车辆总重量超过3.5吨、优选超过7.5吨并且特别强烈优选超过15吨的适合在道路上行驶的车辆。因此，商用车制动钳组件在其尺寸上与机动车制动钳组件存在根本不同。根据本发明的制动片保持组件包括至少一个保持元件和一个传感器元件。制动片保持组件的保持元件用于以形状配合的方式直接或间接地压住制动片或以形状配合的方式防止其脱离制动钳。保持元件在纵向方向上延伸。保持元件的该纵向方向有利地是保持元件具有最大纵向尺寸或最大主要尺寸的方向。换句话说，纵向方向因此可以是确定保持元件的长度大小的方向。替代地或额外地，尤其在制动钳中的安装状态下，纵向方向也可以优选地定向成平行于待制动的车轴的旋转轴线。除了保持元件之外，制动片保持组件还具有传感器元件，有利地具有多个传感器元件，它们间接和/或直接地固定或能够固定到保持元件。传感器元件用于检测测量值。例如，该测量值可以是温度、振动和/或力。有利地，一个传感器元件或所有传感器元件无接触地操作。由此，传感器元件以特别低的磨损确定测量值。替代地或额外地，传感器元件中的至少一者也可以优选地使用接触式测量原理。“固定”尤其应理解为传感器元件固定到保持元件，尤其相对于保持元件是静止的。替代地或额外地，“固定”也可以优选地理解为传感器元件的重力经由保持元件推断或能够推断。因此，传感器元件可以通过保持元件来保持，特别地仅通过保持元件来保持。通过将传感器元件布置在保持元件上或通过将传感器元件固定在保持元件上，可以获得特别节省空间的、紧凑的制动片保持组件，而且制动片保持组件也特别廉价并且允许以简单的方式替换传感器。有利的是，该传感器元件通过电缆扎带或夹具元件固定到保持元件。替代地或额外地，该固定也可以优选地通过可逆的固定装置来实现，例如螺钉或螺栓或类似装置。这可以确保特别容易的拆卸。如果要实现特别持久的固定，可以使用不可逆的固定装置，例如铆钉、粘合剂或焊接。

在优选实施例中，保持元件具有主保持区域和次保持区域，其中，主保持区域和次保持区域被设计成将保持元件相对于制动钳或制动钳组件支撑，并且其中，传感器元件被布置成尤其在纵向方向上位于主保持区域和次保持区域之间。主保持区域和次保持区域因此用于将保持元件相对于制动钳或制动钳组件支撑。有利地，尤其在纵向方向上观察时，主保持区域和/或次保持区域可以形成保持元件的远端。以此方式，可以实现特别简单的组装。主保持区域尤其是保持元件的面向制动钳组件的可能存在的制动缸的那个区域或那个保持区域(主或次保持区域)。另一方面，保持元件的次保持区域尤其可以是形成尤其在纵向方向上与制动缸相对的远端的区域。主保持区域和/或次保持区域(也可分别称为主要和次要的保持区域)可插入或不可插入制动钳的开口中，该开口有利地沿着轴向方向或以至少基本平行于纵向方向的方式延伸。替代地或额外地，主保持区域和/或次保持区域优选地也可以通过螺栓连接件和/或通过夹紧插入件连接或固定到制动钳或制动钳组件。有用的是，传感器元件布置成尤其在纵向方向上位于主保持区域和次保持区域之间。以此方式，可以实现特别有效的测量布置，因为传感器元件尤其在纵向方向上在主保持区域和次保持区域之间的布置意味着传感器元件可以布置成特别靠近制动盘或制动片。

此外，这也可以导致传感器元件在保持元件上的组装或固定特别节省空间且低维护性，因为该装配可以提高传感器元件的可接近性。

有用的是，保持元件是制动片保持支架。制动片保持支架特别地用于将制动片压制在制动钳组件中或防止它们脱离制动钳。制动片保持支架有利地以平行于待制动的旋转的旋转轴线的方式延伸。有用的是，制动片保持支架有利地是金属板和/或铸造结构。由此，可以实现保持元件的特别有弹性的设计。

有利地，至少一个传感器元件(优选地，所有传感器元件)是温度测量传感器和/或非接触式传感器。通过提供温度测量传感器，可以以简单的方式得出关于待制动的车轴的制动状况的结论。例如，可以检测制动器的过载和/或故障。通过提供非接触式传感器，可以实现特别低磨损的传感器设计。这种非接触式传感器例如可以利用制动片、制动盘和/或制动钳的模拟热辐射。在上下文中，非接触式传感器尤其是指传感器元件在记录测量值时不接触被记录测量值的元件。

有利地，传感器元件连接到电缆装置，电缆装置优选地通过夹具或电缆扎带特别地固定到保持元件。通过使用电缆装置，可以向传感器元件供电，并且以简单的、安全的方式可靠地传输所感测的测量值。这在商用车制动器领域尤为重要(商用车制动器具有用于安全支撑或用于安全吸收制动力矩和制动力的高金属含量)，因为这尤其可以减少在无线地进行测量值传输的情况下出现的干扰。有利地，电缆装置附接到保持元件。换句话说，保持元件不仅可以用于支撑传感器元件，而且此外，保持装置也可以用于支撑或引导电缆装置，从而可以实现特别节省空间的、多功能的制动片保持组件。

电缆装置的这种固定例如可以通过使用夹具或电缆扎带来进行。由此，可以以特别简单且成本低廉的方式将电缆装置固定到保持元件。

本发明的另一方面可涉及制动钳组件，其中，制动钳组件包括制动钳和制动片保持组件，特别是如上文所述的制动片保持组件。通过在制动钳中使用制动片保持组件，尤其可以在商用车辆制动钳组件中实现或提供上下文说明的制动片保持组件的优点和特征以及实施例。制动钳组件特别地在用于通过可安装在这种制动钳组件中的制动片来制动存在于盘式制动器中的制动盘的盘式制动器中使用。

在有利实施例中，制动钳具有用于插入制动片的插入口，其中，保持元件特别地通过其主保持区域和/或次保持区域安装或能够安装在制动钳上，使得通过保持元件以形状配合的方式防止制动片在制动钳的插入口中的插入或移除。换句话说，保持元件可以安装在制动钳上，使得通过制动片和保持元件之间的直接或间接的形状配合式接触来以形状配合的方式防止制动片插入制动钳的为此设置的插入口中以及以形状配合的方式防止从该插入口中移除制动片。制动钳的插入口被特别地设计为使得在保持元件的拆卸状态下可以将制动片插入制动钳中，以便制动片可以处于其最终位置，而不是为此必须相对于待制动的车轴或制动盘的旋转轴线移动和/或拆卸制动钳。这尤其可以例如通过以垂直于纵向方向和/或待制动的车轴或制动盘的旋转轴线的方式延伸的插入口来实现。因此，制动片的最终位置是它们在安装状态下所处的位置，其中，在安装状态下，制动片尤其通过制动活塞可移动地保持在制动钳中，使得它们可以与制动盘接触以实现摩擦力矩或制动力矩。然而，如果保持元件安装在制动钳上，则在该安装状态下通过保持元件以形状配合的方式防止了制动片进入或离开插入口。有利地，保持元件因此跨越插入口。因此，有利地，尤其在纵向方向上看时，在组装状态下，主保持区域在制动钳上固定插入口的一侧上，并且保持元件的次保持区域固定在插入口的相对侧上。由此，特别容易以形状配合的方式防止制动片从插入口中脱离。

有利地，制动钳组件具有至少两个制动片。由此，可以以特别简单的方式创建制动选项。在本发明的意义上的制动片尤其是被设计为用于与制动盘接触或形成摩擦力矩的那些制动片。因此，制动片尤其具有有利地位于平面中的摩擦表面。该平面的法线有利地定向为至少基本上平行于保持元件的纵向方向且/或平行于待制动的制动盘的旋转轴线。“基本平行”应理解为在两个方向之间围成的较小角度可以具有最大值10°，优选最大值5°，特别优选最大值2°并且非常特别优选最大值1°。然而，特别优选的是，这些方向不仅基本上平行，而且还可以彼此完全平行。以此方式，可以实现特别紧凑的、节省空间的制动钳组件。

有用的是，传感器元件布置在保持元件的面向制动片的一侧上。换句话说，传感器元件可以布置或固定到保持元件，使得它布置在保持元件和制动片之间。“面向”应理解为保持元件的布置有传感器元件的一侧具有法向部分，该法向部分至少定向在制动片的方向上。该布置尤其被实现为使得保持元件支撑传感器元件或以抵抗重力的方式支撑传感器元件。有利地，传感器元件通过承托元件，特别地通过电缆扎带或夹具支撑在保持元件上。有利地，传感器元件接触保持元件以实现特别牢固和紧凑的布置。

在有利实施例中，制动钳组件具有磨损传感器，其中，磨损传感器测量或能够检测制动片的磨损状态。这种磨损传感器例如可以安装在制动片中，其中，有利地，磨损传感器使用磨蚀传感器原理来测量制动片的磨损状况。根据本发明意义上的磨蚀测量原理应理解为尤其磨损传感器的内阻由于制动片和/或磨损传感器的材料去除而发生改变。例如，这可以通过以下事实来实现：随着磨损的增加，磨损传感器的触点被制动盘和制动片之间的摩擦接触切断。由此，可以从计量学的角度以特别可靠的方式得出关于制动片的磨损状态的结论。通过提供磨损传感器，不仅可以通过保持元件上的传感器元件而且可以通过制动钳组件的其它传感器以有效的方式实现全面监测，从而可靠地确定制动钳组件或制动片的状况。

有利地，磨损传感器直接或间接地布置在制动片上。在上下文中，术语“布置”不仅可以理解为磨损传感器安装在制动片上，而且还可以理解为或者优选地理解为磨损传感器被包括在制动片的摩擦材料中或至少部分地被所述摩擦材料包围。以此方式，可以实现磨损传感器的特别节省空间的布置，从而可以节省宝贵的安装空间。

有用的是，磨损传感器连接到电缆，其中，电缆可以附接到保持元件。换句话说，磨损传感器可以由电缆供电且/或例如通过电缆将其测量值传输到评估单元。为了以特别节省空间的方式保持磨损传感器的电缆，电缆例如通过夹具或电缆扎带有利地紧固到保持元件。电缆优选地布置在保持元件的面向制动片的一侧上，特别优选地至少部分地或完全地布置在主保持区域和次保持区域之间的区域中。以此方式，可以特别好地保护电缆免受外部损坏。替代地或额外地，电缆优选地布置在保持元件的背向制动片的一侧上，特别优选地至少部分地或完全地布置在主保持区域和次保持区域之间的区域中。以此方式，可以实现特别好的高温屏蔽。

电缆是电缆装置的一部分是有利的。这也可以节省宝贵的安装空间，此外，还可以节省紧固件。

有用的是，传感器元件是制动垫温度测量元件和/或制动盘温度测量元件。制动片温度测量元件尤其意味着传感器元件能够在安装状态下尤其直接检测制动片的温度。以此方式，根据情况的不同，可以通过传感器元件以特别有效的方式确定通过测量来监测的制动片是否提供足够的耗散能量且/或该制动片是否热超限或热过载。

替代地或额外地，传感器元件也可以优选是制动盘温度测量元件。换句话说，传感器元件因此也可以用于测量制动盘温度。以此方式，可以以特别简单的方式和特别快速的方式得出关于盘式制动器中的总耗散能量的结论。可以将该信息输入和/或传输至车辆的警告系统和/或磨损信息系统。

本发明的另一方面可以涉及一种包括制动盘和制动钳组件的盘式制动器，制动钳组件特别是如上文和下文所述的制动钳组件。

由此，可以以特别有效的方式在制动盘中实现上述的以及下述的优点、特征和实施例。

有利地，盘式制动器是商用车盘式制动器。换句话说，盘式制动器可以被设计为以及旨在用于在商用车辆中找到应用。因此，这种商用车盘式制动器能够制动根据本发明的商用车辆。特别优选地，商用车辆可以是拖车或半拖车。

本发明的另一方面可以涉及一种盘式制动器监测系统。该盘式制动器监测系统特别地包括如上文和下文所述的盘式制动器和/或评估单元，其中，评估单元被配置为在制动盘和/或制动片的温度低于预期温度且/或高于预期温度时输出和/或显示警告。预期温度尤其可以通过模型且/或使用神经网络来确定。为此，尤其使用学习数据，从结构相同的适当盘式制动器中确定或者在该盘式制动器上确定这些学习数据。有用的是，在最小负载、正常负载和最大负载条件下确定这些学习数据。盘式制动器监测系统的评估单元尤其在信息技术方面连接到传感器元件或所有传感器元件且/或连接到磨损传感器，以便将在这些传感器单元中确定的测量值馈送或能够馈送到评估单元。

通过将实际存在的传感器值与预期的传感器值进行比较，评估单元能够实现实际状态与预期目标状态的比较。如果存在偏差，特别是超过定义阈值的偏差，则评估单元可以输出和/或显示警告。为此，评估单元可以具有信息输出部(例如在信息显示器的范围内的信息输出部)和/或与商用车辆连接的信息技术连接部。以此方式，可以以特别有效的方式实现对盘式制动器的监测，从而可以在早期检测到可能的过载情况并将其传达给驾驶员。此外，根据本发明的盘式制动器监测系统还可以用于提醒用户例如应当更频繁地使用特别是商用车车辆的额外制动系统(例如用于回收和/或减速器的电气制动系统)，以防止盘式制动系统过载。

附图说明

在下文参考附图的说明中给出本发明的其它优点和特征。因此，除非明确排除，否则所示实施例的各个特征也可以用在其它实施例中。

图1示出了盘式制动器；

图2示出了保持元件的截面图，以及

图3示出了制动钳组件的立体图。

具体实施方式

图1示出了盘式制动器1。盘式制动器1具有制动盘20，制动盘以能够围绕待制动的旋转的旋转轴线旋转的方式安装。为了制动该制动盘20，制动片8布置在盘式制动器1的制动钳组件2的制动钳4中。制动片8可以通过制动钳4的插入口6插入制动钳4中。为了以形状配合的方式防止制动片8从插入口6中脱离，制动钳组件2具有在纵向方向L上横跨插入口6的保持元件12。纵向方向L定向成平行于制动盘20的旋转轴线，但它未被绘制在图1中。保持元件12通过其次保持区域16和主保持区域14连接到制动钳4。由此，主保持区域14和次保持区域16形成保持元件12在纵向方向L上的远端。由此，保持元件12和传感器元件50(其在图1中不可见)形成制动片保持组件10。在图1中，传感器元件50布置在保持元件12的面向制动片8的一侧上，从而它在图1中不可见。在所示的情况下，保持元件12是制动片保持支架。为了给传感器元件50提供能量，传感器元件50连接到电缆装置52，电缆装置52配备有或连接到电缆连接器54。电缆装置52通过电缆扎带固定到保持元件12。为了使制动片8与制动盘20摩擦接触，盘式制动器1具有制动缸22。

图2示出了盘式制动器1的截面图。截面平面垂直于纵向方向L。在图2中，截面布置成对应于制动盘20的摩擦平面。保持元件12沿纵向方向L延伸，其中，传感器元件50通过夹具18固定到保持元件12。传感器元件50布置在保持元件12的面向制动片8或制动盘20的一侧上。

图3示出了盘式制动器1的另一原理视图。盘式制动器1具有制动钳4，保持元件12布置在制动钳4中，其中，主保持区域14被容纳在制动钳4中的在纵向方向L上延伸的开口中。另一方面，保持元件12的次保持区域16通过螺栓连接件或固定装置附接到制动钳4。传感器元件50在纵向方向L上在主保持区域14和次保持区域16之间固定到保持元件12，其中，传感器元件50连接到电缆装置52。传感器元件50是温度测量传感器，其无接触地操作。传感器元件50被设计成能够检测制动片8的温度，因此传感器元件50是制动片温度测量元件。另外，传感器元件50还可以测量制动盘温度，因此感测元件50也是制动盘温度测量元件。

附图标记列表

1盘式制动器

2制动钳组件

4制动钳

6插入口

8制动片

10制动片保持组件

12保持元件

14主保持区域

16次保持区域

18夹具

20制动盘

22制动缸

50传感器元件

52电缆装置

54电缆连接器

L纵向方向

Claims (15)

1.一种制动片保持组件(10)，其用于制动钳组件(2)，尤其用于商用车辆制动钳组件，并包括保持元件(12)和传感器元件(50)，

其中，所述保持元件(12)在纵向方向(L)上延伸，

其中，所述传感器元件(50)间接和/或直接地固定或能够固定到所述保持元件(12)。

2.根据权利要求1所述的制动片保持组件(10)，

其中，所述保持元件(12)具有主保持区域(14)和次保持区域(16)，

其中，所述主保持区域(14)和所述次保持区域(16)被配置为将所述保持元件(12)相对于制动钳(4)或制动钳组件(2)支撑，并且

其中，所述传感器元件(50)布置成尤其在所述纵向方向(L)上位于所述主保持区域(14)和所述次保持区域(16)之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的制动片保持组件(10)，

其中，所述保持元件(12)是制动片保持支架。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制动片保持组件(10)，

其中，所述传感器元件(50)是温度测量传感器和/或非接触式传感器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制动片保持组件(10)，

其中，所述传感器元件(50)连接到电缆装置(52)，

其中，所述电缆装置(52)尤其紧固到所述保持元件(12)，优选地通过夹具紧固到所述保持元件。

6.一种制动钳组件(2)，其包括制动钳(4)和根据前述权利要求中任一项所述的制动片保持组件(10)。

7.根据权利要求6所述的制动钳组件(2)，

其中，所述制动钳(4)具有用于插入制动片(8)的插入口(6)，

其中，所述保持元件(12)尤其通过其主保持区域(14)和次保持区域(16)安装或能够安装在所述制动钳(4)上，以便通过所述保持元件(12)以形状配合的方式防止所述制动片(8)插入所述制动钳(4)的所述插入口(6)中或从所述插入口移除。

8.根据权利要求6或7所述的制动钳组件(2)，

其中，所述制动钳组件(2)包括两个制动片(8)。

9.根据权利要求8所述的制动钳组件(2)，

其中，所述传感器元件(50)布置在所述保持元件(12)的面向所述制动片(8)的一侧上。

10.根据权利要求8或9所述的制动钳组件(2)，

其中，所述制动钳组件(2)包括磨损传感器，

其中，所述磨损传感器测量或能够检测所述制动片(8)的磨损状态。

11.根据权利要求10所述的制动钳组件(2)，

其中，所述磨损传感器间接或直接地布置在所述制动片(8)上。

12.根据权利要求10或11所述的制动钳组件(2)，

其中，所述磨损传感器连接至电缆，

其中，所述电缆附接到所述保持元件(12)。

13.根据权利要求6至12中任一项所述的制动钳组件(2)，

其中，所述传感元件(50)是制动片温度测量元件和/或制动盘温度测量元件。

14.一种盘式制动器(1)，其包括根据权利要求6至13中任一项所述的制动钳组件(2)以及制动盘(20)。

15.一种盘式制动器监测系统，其包括根据权利要求14所述的盘式制动器以及评估单元，

其中，在所述制动盘和/或制动片的温度低于预期温度且/或高于预期温度时，所述评估单元输出和/或显示警告。