DE102008020425A1

DE102008020425A1 - System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen, Bremsklotz und Verschleißerkennungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008020425A1
Application number: DE200810020425
Authority: DE
Inventors: Rainer Janssen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Ein System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen (2) umfasst mindestens einen in einen Bremsbelag (2) eingebetteten oder an einem Bremsbelagträger (2) angeordneten RFID-Transponder (4), der derart positioniert ist, dass dieser bei einem definierten Verschleißzustand des Bremsbelags (2) zerstört wird, eine Lesevorrichtung (5) zum Auslesen der Kennung des RFID-Transponders (4), die derart konfiguriert ist, um bei einem Ausbleiben einer Antwort des RFID-Transponders (4) ein Signal zu erzeugen, und eine Ausgabevorrichtung (6) zur Ausgabe des Signals. Weiterhin werden ein entsprechender Bremsklotz sowie eine Verschleißerkennungseinrichtung beansprucht. Hierdurch wird eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Verschleißsensierung geschaffen, die ein bequemes Erkennen eines Verschleißzustands ermöglicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Bremsklotz sowie auf eine Verschleißerkennungseinrichtung.
Zur Erkennung des Verschleißzustands von Bremsbelägen werden u. a. so genannte Verschleißsensoren eingesetzt, die bei einem definierten Verschleißzustand während eines Bremsvorgangs durchgeschliffen werden. Das Sensorprinzip beruht hierbei auf der Durchtrennung eines elektrischen Kontakts. Wird dieser unterbrochen, löst der Sensor aus und dem Fahrer wird der anstehende Belagwechsel im Kombinationsinstrument angezeigt. Der Betrieb des Sensors erfordert eine Stromversorgung, welche eine aufwändige Verkabelung bedingt.
Weiterhin sind mechanische Systeme zur Verschleißerkennung bekannt, die ohne eine elektrische Stromversorgung auskommen, dafür jedoch eine umständliche Inaugenscheinnahme erfordern. Eine Übermittlung einer Verschleißzustandsinformation an das Kombinationsinstrument oder eine sofortige Warnung bei Erreichen einer kritischen Belagdicke ist hiermit nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, ein konstruktiv einfaches Verschleißerkennungssystem zu schaffen, das ein bequemes Erkennen eines Verschleißzustands ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße System umfasst mindestens einen in einen Bremsbelag eingebetteten oder an einem Bremsbelagträger angeordneten RFID-Transponder, der derart positioniert ist, dass dieser bei einem definierten Verschleißzustand des Bremsbelags zerstört wird, eine Lesevorrichtung zum Auslesen der Kennung des RFID-Transponders, die derart konfiguriert ist, um bei einem Ausbleiben einer Antwort des RFID-Transponders ein Signal zu erzeugen, und eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe des Signals.
Hierdurch werden die Vorteile eines passiven Sensors mit den Vorteilen des elektrischen Sensorprinzips kombiniert. Ein RFID-Transponder lässt sich ohne jegliche Verkabelung an einem Bremsklotz anbringen, so dass sich ein einfacher Aufbau ergibt. Gleichwohl ist eine unmittelbare Information über den Verschleißzustand, z. B. im Wahrnehmungsbereich des Fahrers eines Kraftfahrzeugs, möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Systems sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Durch den Einsatz mehrerer RFID-Transponder, die bei unterschiedlichen Verschleißtiefen positioniert sind, kann nicht nur vor einem verschlissenem Belag gewarnt, sondern auch der fortschreitende Verschleißzustand angezeigt werden.
In Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System ergibt sich ferner ein Bremsklotz für eine Fahrzeugbremse, der sich dadurch auszeichnet, dass an diesem im Verschleißbereich bei einer definierten Verschließtiefe mindestens ein RFID-Transponder positioniert ist.
Der bzw. die RFID-Transponder können in einen Bremsbelag des Bremsklotzes eingebettet sein. Es ist jedoch auch möglich, den bzw. die RFID-Transponder an einem Belagträger, gegebenenfalls auch außerhalb eines Bremsbelags, anzuordnen.
Weiterhin ergibt sich eine Verschleißerkennungseinrichtung mit einer Lesevorrichtung zum Auslesen der Kennung eines oder mehrerer an einem Bremsklotz angeordneter RFID-Transponder, um bei einem Ausbleiben einer Antwort eines oder mehrerer RFID-Transponder ein Signal zu erzeugen, sowie einer Ausgabevorrichtung zur Ausgabe des Signals.
Die Verschleißerkennungseinrichtung kann an einem Fahrzeug mitgeführt werden, so dass der Fahrer stets über den Verschleißzustand der Beläge an den Fahrzeugbremsen informiert ist.
Es ist auch möglich, die Verschleißerkennungseinrichtung als externes Gerät auszugestalten, das zum Beispiel in einer Werkstatt vorgehalten wird, um bei einer Inspektion eine schnelle und zuverlässige Beurteilung des Bremsbelagverschleißes vorzunehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verschleißerkennungssystems nach der Erfindung,
2 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verschleißerkennungssystems nach der Erfindung, und in
3 eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Verschleißerkennungssystems nach der Erfindung.
Die in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich jeweils auf ein System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen. Hierzu sind an einem Bremsklotz 1, der in der Regel einen Bremsbelag 2 und einen Belagträger 4 aufweist, ein oder mehrere RFID-Transponder 4 derart positioniert, dass dieser bzw. diese bei einem definierten Verschleißzustand des Bremsbelags 2 zerstört werden.
Die RFID-Transponder 4 sind vorzugsweise passive RFID-Transponder 4, die ohne eine eigene elektrische Energieversorgung auskommen, so dass eine Verkabelung des bzw. der Transponder 4 mit einer elektrischen Stromquelle nicht erforderlich ist.
Das System umfasst ferner eine Lesevorrichtung 5 zum Auslesen der Kennung des bzw. der RFID-Transponder 4, die derart konfiguriert ist, um bei einem Ausbleiben einer Antwort eines RFID-Transponders 4 ein Signal zu erzeugen.
Weiterhin ist eine Ausgabevorrichtung 6 zur Darstellung des Signals der Lesevorrichtung 5 vorgesehen.
Unter RFID wird vorliegend die Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen verstanden. Die Lesevorrichtung 5 erzeugt ein elektromagnetisches Feld. Hierdurch werden nicht nur Daten übertragen, sondern auch der RFID-Transponder 4 mit Energie versorgt. RFID-Transponder weisen eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden, sowie einen digitalen Schaltkreis und einen permanenten Speicher auf. Der RFID-Transponder 4 empfängt Befehle von der Lesevorrichtung 5, die diese dem elektromagnetischen Feld aufmoduliert. Der RFID-Transponder 4 erzeugt eine Antwort z. B. durch Feldschwächung im kontaktfreien Kurzschluss oder durch Reflexion des von der Lesevorrichtung 5 ausgesendeten Feldes. Hierdurch wird die individuelle Kennung des RFID-Transponders 4 an die Lesevorrichtung 5 übertragen.
Wird der RFID-Transponders 4 zerstört, erhält die Lesevorrichtung 5 bei einer Abfrage des Transponders 4 keine Antwort mehr, woraus geschlossen wird, dass der Bremsbelag 2 bis zu dem Transponder 4 abgetragen wurde.
Die 1 bis 3 zeigen beispielhaft verschiedene Varianten des Verschleißerkennungssystems, ohne dass die Erfindung auf diese Varianten beschränkt wäre.
In 1 ist je Bremsklotz 1 ein RFID-Transponder 4 am Belagträger 3 außerhalb des Bremsbelags 2 angeordnet. Der RFID-Transponder 4 ist dabei so positioniert, dass dieser bei minimal zulässiger Bremsbelagdicke während eines Bremsvorgangs zerstört wird. Aus Gründen der Redundanz können auch mehrere RFID-Transponder 4 bei gleicher Verschleißtiefe angeordnet sein. Die Zerstörung des RFID-Transponders 4 hat zur Folge, dass die Lesevorrichtung 5 bei einer Abfrage des Transponders 4 keine Antwort mehr erhält. Dies wird von einer in der Lesevorrichtung 5 implementierten Schaltung und/oder Software dahingehend interpretiert, dass der Belag 2 verschlissen ist. Die Lesevorrichtung 5 erzeugt ein entsprechendes Signal und übermittelt dieses der Ausgabevorrichtung 6, mit der ein akustisch und/oder optisch wahrnehmbares Warnsignal ausgegeben wird.
Die Lesevorrichtung 5 und die Ausgabevorrichtung 6 sind in ein Kraftfahrzeug eingebaut, wobei sich die Ausgabevorrichtung 6 im Wahrnehmungsbereich des Fahrers, beispielsweise im Kombinationsinstrument des Kraftfahrzeugs befindet.
In 2 sind mehrere RFID-Transponder 4 bei unterschiedlicher Belagtiefe positioniert, wobei die Transponder 4 in den Bremsbelag 2 eingebettet sind. Hierdurch kann der fortschreitende Belagverschleiß erfasst und dem Fahrer angezeigt werden.
Die Lesevorrichtung 5 fragt hierzu die RFID-Transponder 4 ab und erzeugt ein in Abhängigkeit der antwortenden Transponder 4 charakteristisches Signal, welches an die Ausgabevorrichtung 6 übermittelt wird. Die Abfrage kann so gestaltet werden, dass lediglich der am weitesten außen liegende Transponder 4 abgefragt wird. Fällt dieser aus, wird auf den nächsten intakten, am weitesten außenliegenden Transponder übergegangen. Wird die Zerstörung des letzten Transponders 4 festgestellt, wird anstelle oder zusätzlich zu einem Informationssignal über den Belagverschleißzustand ein Warnsignal erzeugt, welches einen verschlissenen Belag anzeigt.
3 zeigt die Möglichkeit, RFID-Transponder 4 sowohl am Belagträger 3 als auch im Bremsbelag 2 anzuordnen.
Ferner ist es möglich, die Lesevorrichtung 5 und die Ausgabevorrichtung 6 zu einer Baueinheit 7 zusammenzufassen, die am Fahrzeug verbaut wird.
Es ist auch möglich, eine Lesevorrichtung 5 und eine Ausgabevorrichtung 6 in einem externen, nicht mit dem Fahrzeug verbundenen Gerät unterzubringen, das beispielsweise zu Diagnosezwecken in einer Werkstatt verwendet werden kann. Hierdurch kann bei einer Inspektion der Zustand der Bremsbeläge schnell und einfach ausgelesen werden.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Bremsklotz
2: Bremsbelag
3: Belagträger
4: RFID-Transponder
5: Lesevorrichtung
6: Ausgabevorrichtung
7: Baueinheit

Claims

System zur Verschleißerkennung von Bremsbelägen, umfassend: einen in einen Bremsbelag (2) eingebetteten oder an einem Bremsbelagträger (2) angeordneten RFID-Transponder (4), der derart positioniert ist, dass dieser bei einem definierten Verschleißzustand des Bremsbelags (2) zerstört wird, eine Lesevorrichtung (5) zum Auslesen der Kennung des RFID-Transponders (4), die derart konfiguriert ist, um bei einem Ausbleiben einer Antwort des RFID-Transponders (4) ein Signal zu erzeugen, und eine Ausgabevorrichtung (6) zur Ausgabe des Signals.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Transponder (4) ein passiver RFID-Transponder ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Warnsignal ist, welches einen verschlissenen Bremsbelag (2) anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere RFID-Transponder (4) bei unterschiedlicher Belagtiefe positioniert sind.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein RFID-Transponder (4) bei minimal zulässiger Bremsbelagdicke positioniert ist.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Informationssignal ist, welches den Verschleißzustand des Bremsbelags (2) repräsentiert.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein kombiniertes Information- und Warnsignal ist, welches den Verschleißzustand des Bremsbelags (2) repräsentiert und einen verschlissen Belag anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesevorrichtung (5) und die Ausgabevorrichtung (6) zu einer Baueinheit (7) zusammengefasst sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (6) im Wahrnehmungsbereich einer Fahrerposition eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesevorrichtung (5) und die Ausgabevorrichtung (6) in einem externen, nicht mit einem Kraftfahrzeug verbundenen Gerät angeordnet sind.
Bremsklotz für eine Fahrzeugbremse, dadurch gekennzeichnet, dass an diesem im Verschleißbereich bei einer definierten Verschließtiefe mindestens ein RFID-Transponder (4) positioniert ist.
Bremsklotz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere RFID-Transponder (4) bei unterschiedlichen Verschleißtiefen positioniert sind.
Bremsklotz nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere RFID-Transponder (4) in einen Bremsbelag (2) des Bremsklotzes (1) eingebettet sind.
Bremsklotz nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere RFID-Transponder (4) an einem Träger (3) angeordnet sind, an dem ein Bremsbelag (3) angebracht ist.
Bremsklotz nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die RFID-Transponder (4) passive RFID-Transponder sind.
Verschleißerkennungseinrichtung, umfassend: eine Lesevorrichtung (5) zum Auslesen der Kennung eines oder mehrerer an einem Bremsklotz angeordneter RFID-Transponder (4), um bei einem Ausbleiben einer Antwort eines oder mehrerer RFID-Transponder ein Signal zu erzeugen, und eine Ausgabevorrichtung (6) zur Ausgabe des Signals.
Verschleißerkennungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (6) den Verschleißzustand des Bremsbelags anzeigt.
Verschleißerkennungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (6) bei verschlissenem Belag ein optisches und/oder akustisches Warnsignal generiert.
Verschleißerkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesevorrichtung (5) und die Ausgabevorrichtung (6) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.