DE10132968A1

DE10132968A1 - Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10132968A1
Application number: DE2001132968
Authority: DE
Inventors: Juergen Beimel; Jens Groeger; Horst Heinrich; Anja Rottstedt; Martin Stumpf
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-07-07
Also published as: DE10132968B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel-Scheibenbremse vorgeschlagen, mit einer Bremsscheibe (1), einem linken Bremsbelag (2), einem rechten Bremsbelag (3), einem Gleitsattel (4), einem ersten Wegsensor (8, 9, 12, 13) zur Überwachung des summenverschleißabhängigen Abstandes (s¶1¶) zwischen dem rechten Bremsbelag (3) und dem Gleitsattel (4), sowie mit einem zweiten Wegsensor (13, 15, 16, 19) zur Überwachung des Abstandes (s¶2¶) zwischen einem bezüglich der Bremsscheibe (1) ortsfesten Teil (14) und dem Gleitsattel (4). Dabei sind die beiden Wegsensoren (8, 9, 13, 15, 16) als gemeinsamer Wegsensor, vorzugsweise als gemeinsames Potentiometer (20) ausgebildet. Das Potentiometer (20) hat zwei Leiterbahnen (12, 19), eine gemeinsame Widerstandsbahn (13) sowie zwei Schleifer (9, 16), die jeweils mit der Widerstandsbahn (13) und den Leiterbahnen (12, 19) in Kontakt stehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel-Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Verschleißüberwachungseinrichtung ist aus der EP 0 567 155 B1 bekannt. Die bekannte Anordnung verwendet zwei getrennte Wegsensoren zur Erfassung der Verschiebung des Bremszylinders sowie des Gleitsattels. Dies hat zwar den Vorteil, daß handelsübliche Wegsensoren eingesetzt werden können, aber den Nachteil einer aufwendigen Montage und der getrennten elektrischen Zuleitungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel- Scheibenbremse anzugeben, welche die obengenannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gleitsattel-Scheibenbremse mit angebautem erfindungsgemäßen Wegsensor;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Wegsensors;
Fig. 3 eine Darstellung eines Wegsensors mit koaxialer Anlenkung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur elektrischen Auswertung des Wegsensors.
In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Gleitsattel-Scheibenbremse dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einer Bremsscheibe (1), einem linken Bremsbelag (2), einem rechten Bremsbelag (3) und einem Gleitsattel (4). Zur Betätigung der Bremse ist ein Bremszylinder (5) vorgesehen, der mit einem Bremsdruck P_B beaufschlagt werden kann und hierdurch einen Kolben (6) antreibt. Dieser drückt über einen Bremsbelagträger (7) auf den rechten Bremsbelag (3) und ermöglicht so in bekannter Weise eine Bremsung. Der Gleitsattel (4) ist mittels einer Bohrung (27) auf einem oder mehreren ortsfesten Teilen (14) seitlich verschiebbar gelagert. Hierdurch wird gewährleistet, daß während einer Bremsung auf die Bremsscheibe (1) keine seitlichen Kräfte einwirken.
Infolge der im Betrieb des Fahrzeuges auftretenden Bremsvorgänge verschleißen bekanntlich die Bremsbeläge (2) und (3) und verringern dadurch ihre Dicke. Damit vergrößert sich ein Abstand s₁ zwischen dem Bremsbelagträger (7) und dem Gleitsattel (4). Die Vergrößerung von s₁ entspricht dabei dem Summenverschleiß der beiden Bremsbeläge (2) und (3).
Infolge der Bremsungen vergrößert sich ebenfalls ein Abstand s₂ zwischen dem ortsfesten Teil (14) und dem Gleitsattel (4). Die Vergrößerung von s₂ entspricht dabei dem Verschleiß des linken Bremsbelages (2).
Zur Messung der Veränderungen der obengenannten Abstände s₁ und s₂ dient erfindungsgemäß ein gemeinsamer Wegsensor (20), der vorteilhaft als Potentiometer (20) ausgebildet sein kann. Dieses besitzt auf einer gemeinsamen Platine (21) eine Widerstandsbahn (13) sowie eine erste Leiterbahn (12) und eine zweite Leiterbahn (19). Auf den genannten Leiterbahnen und der Widerstandsbahn bewegen sich ein erster Schleifer (9) und ein zweiter Schleifer (16). Der erste Schleifer (9) ist mit einer ersten Stange (8) mit dem Bremsbelagträger (7) verbunden. Der zweite Schleifer (16) ist mit einer zweiten Stange (15) mit dem ortsfesten Teil (14) verbunden. Die genannten Schleifer (9), (16) haben mittels federnder Zungen (10, 11, 17, 18) sowohl mit den Leiterbahnen als auch mit der gemeinsamen Widerstandsbahn (13) Kontakt.
Die beiden Stangen (8, 15) sind durch Bohrungen (30, 31) im Gleitsattel (4) geführt. Dies hat den Vorteil, daß der Wegsensor (20) weiter von der hitzeabstrahlenden Bremsscheibe (1) entfernt ist.
Die Widerstandsbahn (13) und die Leiterbahnen (12, 19) sind fest auf der Platine (21) aufgebracht. Die Bahnen (13, 12, 19) sind für die Lebensdauer des Fahrzeugs abriebfest. Alternativ kann aber der gemeinsame Wegsensor (20) auch als berührungslos arbeitender Sensor ausgebildet sein. Die Platine (21) des Wegsensors (20) ist ihrerseits ortsfest mit dem Gleitsattel (4) verbunden.
Die beiden Schleifer können, wie in der Fig. 1 dargestellt, nebeneinander angeordnet sein.
Es ist jedoch auch zweckmäßig möglich, daß die beiden Schleifer (9, 16) nicht überholbar hintereinander angeordnet sind (siehe Fig. 2). Hierdurch kann die gemeinsame Widerstandsbahn (13) mit einer verminderten Breite ausgeführt werden. Dadurch vermindern sich auch die Abmessungen (Breite) des Wegsensors (20).
Mit wachsender Abnutzung der Bremsbeläge (2, 3) wandern die Stangen (8, 15) in gebremstem Zustand ständig weiter nach links. Dabei macht die Stange (8) jedoch einen etwa doppelt so großen Weg wie die Stange (15). Hierdurch ist gewährleistet, daß die beiden Schleifer (9) und (16) sich nicht gegenseitig berühren können.
Ferner ist es auch möglich, die beiden Schleifer (9, 16) beidseitig der Platine (21) anzuordnen. Dabei ist auf beiden Seiten der Platine (21) je eine Widerstandsbahn und eine Leiterbahn vorzusehen. Hierdurch läßt sich ebenfalls die Breite der Platine (21) verringern (nicht dargestellt).
Schließlich ist es auch möglich, statt einer gemeinsamen Widerstandsbahn zwei getrennte Widerstandsbahnen vorzusehen.
Es ist weiter zweckmäßig möglich, in die Stangen (8, 15) Federelemente (22, 23) einzufügen. Hierdurch lassen sich die Stangen (8, 15) bei der Montage des Potentiometers (20) zurückschieben. Die Montage läßt sich somit erleichtern. Die Federelemente (22, 23) müssen nach dem Zusammenfedern exakt ihren ursprünglichen Abstand wieder einnehmen.
Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, lassen sich die Stangen (8) und (15) zweckmäßig auch koaxial ausbilden. Dabei ist die Stange (8) als Hülse ausgebildet, die von der Stange (15) durchdrungen wird. Die hülsenförmige Stange (8) ist über einen Blechstreifen (28) mit dem Bremsbelagträger (7) verbunden. Die innere Stange (15) ist über einen weiteren Blechstreifen (29) mit dem ortsfesten Teil (14) verbunden (vgl. Fig. 1). An den Enden (32, 33) der Stangen (8, 15) sind wiederum die Schleifer (9, 16) angebracht (nicht dargestellt). In der Fig. 3 ist der Einfachheit halber der Bremszylinder nicht dargestellt.
Die Platine (21) ist in ein rohrförmiges Gehäuse (24) aus Metall oder Kunststoff eingesteckt. Durch die konzentrische Anordnung der Stangen (8, 15) läßt sich der Wegsensor (20) als rohrförmiges Bauteil besonders platzsparend ausbilden.
In der Fig. 4 ist schematisch ein elektrisches Schaltbild zur Auswertung des Wegsensors (20) dargestellt. An die beiden Enden der gemeinsamen Widerstandsbahn (13) ist eine Betriebsspannung +U_B bzw. eine Masse angeschlossen. Zur Auswertung der an der Widerstandsbahn (13) abfallenden Spannungen sind zwei Operationsverstärker (25, 26) vorgesehen, deren Minuseingänge mit ihren jeweiligen Ausgängen verbunden sind (Impedanzwandler). Hierdurch ergibt sich eine lineare Verstärkung der Operationsverstärker. Die Pluseingänge der Operationsverstärker (25, 26) sind an die Leiterbahnen (12, 19) angeschlossen. Diese haben wiederum über die Schleifer (9, 16) Kontakt mit der gemeinsamen Widerstandsbahn (13).
Die an den Ausgängen der Operationsverstärker (25, 26) sich einstellenden Ausgangsspannungen U_Out1 und U_Out2 werden in einer (nicht dargestellten) nachgeschalteten Elektronik weiter ausgewertet und können einer Anzeigeeinrichtung für den Verschleiß der Bremsbeläge (2, 3) zugeführt werden. Dabei wird in bekannter Weise die Dicke des rechten Bremsbelages (3) aus der Differenz des summenabhängigen Abstandes s₁ und des Abstandes s₂ berechnet.
Die Operationsverstärker können zweckmäßig zusammen mit weiteren elektronischen Bauteilen auf der Platine (21) aufgelötet sein.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verschleißüberwachungs-Vorrichtung liegt darin, daß diese sehr klein baut, nur aus einem Teil (gemeinsamer Wegsensor) besteht, und demzufolge auch nur eine elektrische Anschlußleitung benötigt. Ausserdem ist der erforderliche Montageaufwand geringer als bei getrennten Wegsensoren.

Claims

1. Vorrichtung zur Verschleißüberwachung bei einer Gleitsattel-Scheibenbremse, mit einer Bremsscheibe (1), einem linken Bremsbelag (2), einem rechten Bremsbelag (3), einem Gleitsattel (4), einem ersten Wegsensor (8, 9, 12, 13) zur Überwachung des summenverschleißabhängigen Abstandes (s₁) zwischen dem rechten Bremsbelag (3) und dem Gleitsattel (4) sowie mit einem zweiten Wegsensor (13, 15, 16, 19) zur Überwachung des vom Verschleiß des linken Bremsbelags (2) abhängigen Abstandes (s₂) zwischen einem ortsfesten Teil (14) und dem Gleitsattel (4), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wegsensoren (8, 9, 12, 13, 15, 16, 19) als gemeinsamer Wegsensor (20) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Wegsensor (20) als Potentiometer (20) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (20) eine gemeinsame Widerstandsbahn (13), eine erste Leiterbahn (12) und eine zweite Leiterbahn (19) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn (13) und/oder die Leiterbahnen (12, 19) auf einer Platine (21) aufgebracht sind, welche ortsfest mit dem Gleitsattel (4) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wegsensor (8, 9, 12, 13) einen ersten Schleifer (9) aufweist, der mit der ersten Leiterbahn (12) und der Widerstandsbahn (13) in Kontakt steht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wegsensor (13, 15, 16, 19) einen zweiten Schleifer (16) aufweist, der mit der zweiten Leiterbahn (19) und der Widerstandsbahn (13) in Kontakt steht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifer (9, 16) nebeneinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifer (9, 16) nicht überholbar hintereinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifer (9, 16) beidseitig der Platine (21) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Schleifer (9) mittels einer ersten Stange (8) am Träger (7) des rechten Bremsbelages (3) abstützt.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Schleifer (16) mittels einer zweiten Stange (15) an dem ortsfesten Teil (14) abstützt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stangen (8, 15) Federelemente (22, 23) eingefügt sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (8, 15) koaxial ausgebildet sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (21) in ein rohrförmiges Gehäuse (24) eingebaut ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Auswertung der Stellungen der Schleifer (9, 16) zwei Operationsverstärker (25, 26) vorgesehen sind, die mit ihren Plus-Eingängen über die Leiterbahnen (12, 19) an die Schleifer (9, 16) angeschlossen sind, und mit ihren Minus-Eingängen an ihre jeweiligen Ausgänge angeschlossen sind.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsverstärker (25, 26) zusammen mit weiteren elektronischen Bauelementen auf der Platine (21) aufgebracht sind.