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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Vermessen einer Dicke eines Bremsbelages einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben solch einer Messvorrichtung.
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Aus dem Serienfahrzeugbau sind Kraftwagenscheibenbremsen bekannt, bei denen eine Verzögerung eines Fahrzeugs mittels einer an einer Radnabe befestigten Bremsscheibe und einem in einem Bremssattel liegenden Bremsbacke mit auf dem Bremsbacke aufgebrachten Bremsbelägen erzeugt wird. Bei einem Bremsen wird eine kinetische Energie des Fahrzeugs mittels Reibung in Wärme umgewandelt. Dabei wird der Bremsbelag, auch Treibmittel genannt, von der Bremsbacke abgerieben. Der Bremsbelag verschleißt also, das heißt die Dicke des Bremsbelags reduziert sich durch Bremsvorgänge.
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Gerade bei Versuchsfahrzeugen oder Prototypen werden die Bremsbeläge beziehungsweise die Bremsbacken häufig ausgetauscht. Aus Qualitätsgründen werden jeweilige Verschleißdaten der ausgetauschten Bremsbeläge erfasst und in einer Datenbank gespeichert. Der dafür nötige und zum Stand der Technik gehörende Messvorgang wird in 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Ein Mechaniker vermisst mit Hilfe eines Messschiebers 10 von Hand die gesamte Dicke der Bremsbacke 12 inklusive einer Trägerplatte 14, auf welcher der eigentliche Bremsbelag 16 aufgebracht ist. Nachteilig sind hierbei zunächst entstehende Ungenauigkeiten durch Verschmutzung, wie zum Beispiel Ablagerungen von Bremsstaub, Schmutz, Salz oder Flugrost auf der Trägerplatte. Weiterhin kann aufgrund der Bremsvorgänge eine auf der dem Bremsbelag 16 abgewandten Seite der Trägerplatte 14 angebrachte Geräuschdämpfung 18 verbogen sein, wie es in 1 mit dem Kreis 20 markiert wurde. Diese verbogene Geräuschdämpfung 18 verfälscht ebenfalls das Messergebnis.
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2 zeigt in einer Draufsicht eine vordere Bremsbacke 12 und eine hintere Bremsbacke 12 einer Kraftwagenscheibenbremse für ein vorderes und respektive hinteres Rad des Fahrzeugs. Die vordere Bremsbacke 12 ist die größere Bremsbacke 12, die kleinere Bremsbacke 12 stellt die hintere Bremsbacke 12 dar. Auf 2 sind dabei die beabsichtigten sechs Messpunkte 22 der größeren vorderen Bremsbacke 12 und die vier Messpunkte 22 der hinteren kleineren Bremsbacke 12 markiert. Die Position der Messpunkte 22 ist bei einem Messverfahren per Hand nicht exakt definiert beziehungsweise werden nicht immer exakt von dem Mechaniker mit dem Messschieber 10 getroffen, so dass es bei jeder Messung zu einer Messung an einer anderen Stelle kommen kann. Damit kommt es zu weiteren Ungenauigkeiten, insbesondere sind die jeweiligen Messwerte mehrer gleich großer Bremsbacken 12 nur begrenzt miteinander vergleichbar. Außerdem ist das Messverfahren per Hand sehr langsam, alle Daten müssen zudem manuell eingetragen werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Messvorrichtung und ein Verfahren zum Vermessen einer Dicke eines Bremsbelags einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse zu schaffen, mittels welchem diese Dicke besonders genau und schnell vermessen werden kann.
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Um die Dicke eines Bremsbelags einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse besonders genau und schnell zu vermessen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine Messvorrichtung zum Vermessen einer Dicke eines Bremsbelags einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse zu schaffen, mit einer Halteeinrichtung zur Halterung der Bremsbacke, mit einer Anschlageinrichtung, an welcher eine dem Bremsbelag zugewandte Breitseite einer Trägerplatte der Bremsbacke abstützbar ist und mit einer Sensoreinrichtung zum automatisierten Vermessen der Dicke des Bremsbelags.
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Die Messvorrichtung zum automatisierten Vermessen bietet dabei etliche Vorteile gegenüber dem Messverfahren per Hand mit einem Messschieber. Zunächst sind alle Ergebnisse reproduzierbar, das heißt sie hängen nicht mehr von dem Mechaniker, der die Messung vornimmt, ab. Damit ist eine mögliche Fehlerquelle beseitigt und die Messung besonders genau. Weiterhin kann ein automatisiertes Vermessen wesentlich schneller ablaufen und damit die Messvorrichtung wesentlich schneller arbeiten als dies mit dem Verfahren per Hand möglich ist. Weiterhin kann eine Datenübertragung jeweiliger Messergebnisse und Messwerte automatisch an eine Recheneinheit erfolgen, so dass sie unmittelbar zur weiteren Verarbeitung und Speicherung elektronisch bereitgestellt sind. Mit der Halteeinrichtung kann erreicht werden, dass die Bremsbacke immer in einer genau definierten Position zur Vermessung liegt, so dass immer an den gleichen Messpunkten gemessen werden kann. Gerade dadurch, dass die dem Bremsbelag zugewandte Breitseite der Trägerplatte an der Anschlageinrichtung abgestützt wird, werden etliche Fehlerquellen verringert oder ganz ausgeschaltet. Es wird unmittelbar die Dicke des Bremsbelages der Bremsbacke vermessen, ohne dass eine Dicke der Trägerplatte zunächst aus dem Messergebnis heraus gerechnet werden muss. Dadurch können also Verschmutzungen, wie zum Beispiel Ablagerungen von Bremsstaub, Schmutz, Salz oder Flugrost auf der Trägerplatte oder eine verbogene Geräuschdämpfung das Messergebnis nicht mehr verfälschen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels der Messvorrichtung die Dicke von Bremsbelägen von Bremsbacken unterschiedlicher Größe messbar ist. Gerade bei Versuchsfahrzeugen und Prototypen werden viele unterschiedliche Bremsbacken oder Kraftwagenscheibenbremsen eingesetzt. Dadurch, dass die Messvorrichtung Bremsbacken unterschiedlicher Größe vermessen kann, müssen nicht mehrere Messvorrichtungen, insbesondere je nach Anzahl der verwendeten Bremsbacken, vorgesehen werden. Außerdem ist die Messung besonders genau, da keine Verfälschung der Messergebnisse durch unterschiedliche Messvorrichtungen in Abhängigkeit der Größe der Bremsbacken entstehen kann.
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Von Vorteil ist es, wenn die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von entlang einer jeweiligen Schiene verstellbarer Klemmeinrichtungen umfasst. Damit können Bremsbacken besonders schnell in die Messvorrichtung eingelegt werden, da die Halteeinrichtung entlang der Schienen schnell zur Halterung unterschiedlicher Bremsbacke entsprechend deren Größe einstellbar ist. Auch unregelmäßig geformte Bremsbacken können so einfach gehalten werden. Die Klemmeinrichtungen sind dabei auf der Schiene mit einem Schlitten und einer Klemmeinheit gehalten, so dass sie schnell in eine jeweilige Position verstellbar und in dieser fixierbar sind. Damit kann also die Dicke des Bremsbelags der jeweiligen Bremsbacken mit der beschriebenen Ausführungsform besonders schnell vermessen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Messvorrichtung umfasst die Anschlageinrichtung wenigstens ein Federelement, mittels welchem die dem Bremsbelag zugewandte Breitseite der Trägerplatte der Bremsbacke gegen die Anschlageinrichtung drückbar ist. Damit wird eine genau definierte Anlage der dem Bremsbelag zugewandten Breitseite der Trägerplatte an der Anschlageinrichtung erreicht. Damit werden besonders genaue und sehr gut reproduzierbare Messergebnisse erreicht. Weiterhin wird die Dicke des Bremsbelags direkt vermessen, ohne dass eine Dicke der Trägerplatte aus dem Messergebnis heraus gerechnet werden muss.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anschlageinrichtung wenigstens einen Stift, insbesondere mit abgeschrägter Spitze, umfasst. Trägerplatten von Bremsbelägen einer Bremsbacke sind üblicherweise größer in ihrer Erstreckung bezüglich der Breitseite als der auf ihnen aufgebrachte Bremsbelag. Das heißt, es gibt wenigstens eine kleine, von dem Bremsbelag nicht bedeckte Kante an der Trägerplatte beziehungsweise an ihrer Breitseite, an welcher die Anschlageinrichtung abstützbar ist. Hier können Stifte besonders gut und einfach insbesondere aufgrund ihres dünnen Querschnitts zur Abstützung genutzt werden.
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Weiterhin sind die Trägerplatten von Bremsbacken von Kraftwagenscheibenbremsen häufig unregelmäßig geformt, das heißt nicht rechteckig, sondern mit jeweiligen Rundungen versehen. Dann ist die Bremsbacke ebenfalls besonders gut mit einem Stift abstützbar. Insbesondere eine abgeschrägte Spitze kann dabei wenigstens teilweise eine größere Auflagefläche auf einer runden Kontur der Bremsbacke erreichen, so dass die Bremsbacke bei der Messung mittels der Messvorrichtung besonders gut abstützbar ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Messvorrichtung umfasst die Sensoreinrichtung einen Laserabstandssensor. Ein Laserabstandssensor kann besonders schnell und einfach die Dicke des Bremsbelags der Bremsbacke vermessen. Ein Laserabstandssensor ist ein besonders genaues Messinstrument, welcher insbesondere wesentlich genauer als ein Messschieber sein kann. Weiterhin kann dann die Messung berührungslos ablaufen, so dass durch die Messung selber die Bremsbacke nicht verschoben werden kann.
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Für ein besonders genaues und besonders schnelles Verfahren zum Vermessen einer Dicke eines Bremsbelages einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse mittels der Messvorrichtung wird die Bremsbacke zunächst an einer Halteeinrichtung der Messvorrichtung unter Abstützung der dem Bremsbelag zugewandten Breitseite der Trägerplatte der Bremsbacke an einer Anschlageinrichtung der Messvorrichtung angeordnet. Dadurch ist eine definierte Lage der Bremsbacke gegeben, so dass die Dicke des Bremsbelags besonders genau vermessen werden kann. Die Vermessung selber erfolgt durch ein automatisiertes Vermessen an vorher insbesondere in Abhängigkeit der Größe der Bremsbacke festlegbaren Messpunkten. Durch das automatisierte Vermessen werden Bedienfehler, welche bei dem Vermessen per Hand mittels des Messschiebers auftreten können, ausgeschlossen. Weiterhin wird mittels der festlegbaren Messpunkte sichergestellt, dass jeweilige unterschiedliche Bremsbacken immer an derselben Stelle gemessen werden. Damit ist die Messung besonders genau und das automatisierte Verfahren ermöglicht die Messung besonders schnell durchzuführen. Insgesamt sind die Ergebnisse besser vergleichbar und leichter reproduzierbar, insbesondere bei Bremsbacken eines gleichen Typs, als dies bei dem Messverfahren per Hand der Fall ist.
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Für ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Vermessen einer Dicke eines Bremsbelages einer Bremsbacke wird an einem Messpunkt mehrere dem Messpunkt zugeordnete Messwerte an leicht zu den Messpunkten versetzten Punkten aufgenommen und der Durchschnitt der dem Messpunkt zugeordneten Messwerte zur Ermittlung der Dicke des Bremsbelags gebildet. Es kommt häufig vor, dass eine Oberfläche von den zu vermessenden Bremsbelägen rissig oder ausgebrochen ist. Gerade bei einer Messung mittels eines Laserabstandssensors kann dies zu fehlerhaften Messwerten führen. Eine weitere Ungenauigkeit kann durch eine wellenförmige Abnutzung der Bremsbeläge durch jeweilige Belüftungsbohrungen in den Bremsscheiben der Kraftwagenscheibenbremse entstehen. Deswegen werden an jedem der Messpunkte drei leicht versetzte Messwerte aufgenommen, so dass die Wahrscheinlichkeit nur an Punkten zu messen, die in ungenauen oder fehlerhaften Messwerten resultieren, insgesamt sinkt. Durch die Berechnung des Durchschnitts dieser drei Messwerte geht nur die durchschnittliche Abnutzung des Bremsbelags in die endgültige Messung ein. Insgesamt ist also somit das Verfahren zum Vermessen der Dicke des Bremsbelags nochmals genauer.
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In Versuchen hat sich gezeigt, dass bei jeweiligen ersten Messungen nach Inbetriebnahme der Messvorrichtung größere Abweichungen in den Messergebnissen entstanden, als in jeweiligen späteren Messungen. Es stellte sich heraus, dass die Sensoreinrichtung eine Aufwärmphase benötigt, um besonders genau zu messen. Dies ist insbesondere bei einem Laserabstandssensor der Fall. Aus diesem Grund wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Laserabstandssensor vor dem Vermessen der Dicke des Bremsbelags aufgewärmt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine Seitenansicht, in der eine Dicke eines Bremsbelags einer Bremsbacke einer Kraftwagenscheibenbremse per Hand mit einem Messschieber gemäß dem Stand der Technik vermessen wird;
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2 eine Draufsicht auf zwei unterschiedlich große Bremsbacken, ausgebildet als vordere Bremsbacke und hintere Bremsbacke mit Messpunkten gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine Perspektivansicht einer Messvorrichtung zum Vermessen der Dicke des Bremsbelages der Bremsbacke der Kraftwagenscheibenbremse, mit einer Halteeinrichtung zur Halterung der Bremsbacke, mit einer Anschlageinrichtung, an welcher eine dem Bremsbelag zugewandte Breitseite einer Trägerplatte der Bremsbacke abstützbar ist und mit einer Sensoreinrichtung zum automatisierten Vermessen der Dicke des Bremsbelags;
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4 eine Perspektivansicht auf die Halteeinrichtung der Messvorrichtung gemäß 3 mit einer Mehrzahl von entlang einer jeweiligen Schiene verstellbaren Klemmeinrichtungen;
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5 eine Detailansicht der Anschlagseinrichtung der Messvorrichtung gemäß 3, welche wenigstens ein Federelement umfasst, mittels welchem die dem Bremsbelag zugewandte Breitseite der Trägerplatte der Bremsbacke gegen die Anschlageinrichtung drückbar ist;
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6 eine Detailansicht einer Klemmeinrichtung mit einem Anschlagwinkel;
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7 eine Detailansicht einer Schiene einer Ausführungsform der verstellbaren Klemmeinrichtung gemäß 4, welche ein Lineal umfasst; und
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8 eine Detailansicht einer Klemmeinrichtung gemäß 5, wobei die Anschlageinrichtung einen Stift mit abgeschrägter Spitze umfasst.
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1 wurde bereits beim Stand der Technik gewürdigt.
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Die Messpunkte 22, welche auf den Bremsbacken 12 von 2 veranschaulicht werden, werden in dieser Form auch beim automatisierten Vermessen durch die Messvorrichtung 50 von 3 genutzt.
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Die Messvorrichtung 50, wie sie in 3 zu sehen ist, besteht zunächst aus einer oberen und einer unteren Grundplatte 52, welche miteinander verbunden sind. Auf der unteren Grundplatte 52 der Messvorrichtung 50 sind im Wesentlichen alle Verkabelungen 54 und der Controller 56 für die Messvorrichtung 50 angebracht. Die Messvorrichtung 50 wird dabei durch eine Recheneinrichtung 58 gesteuert, hier als Laptop ausgebildet, welche auch jeweilige Messergebnisse speichert und weiterverarbeiten kann. In der Recheneinrichtung 58 können auch die Messpunkte 22 für verschieden große Bremsbacken 12 einprogrammiert und gespeichert werden.
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Auf der oberen Grundplatte 52 ist ein Notausschalter 60 und jeweilige Warnhinweise 62 zu erkennen. Die Sensoreinrichtung 64, welche einen Laserabstandssensor 66 umfasst, ist auf zwei Schienen 100 auf der oberen Grundplatte 52 befestigt. Der Laserabstandssensor 66 kann mittels zweier Spindelrobotoren 68 auf diesen Schienen 100 verfahren werden, so dass er die verschiedenen Messpunkte 22 der Bremsbacke 12 vermessen kann. Die zu vermessende Bremsbacke 12 ist mittig auf der oberen Grundplatte 52 durch eine Halteeinrichtung 70 gehalten.
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In der Detailansicht von 4 der Halteeinrichtung 70 ist zu erkennen, dass die Halteeinrichtung 70 eine Mehrzahl von entlang einer jeweiligen Schiene 72 verstellbare Klemmeinrichtungen 74 umfasst. Die Klemmeinrichtungen 74 sind dabei so verstellbar, dass Bremsbacken 12 unterschiedlicher Größe gehalten werden können. Die Verstellrichtung der verschiedenen Klemmeinrichtungen 64 ist dabei jeweils durch einen zugeordneten Doppelpfeil 76 veranschaulicht.
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5 zeigt in einer Detailansicht der Klemmeinrichtung 74 gemäß 4, dass die Halteeinrichtung 70 eine Anschlageinrichtung 78 umfasst, an welche eine dem Bremsbelag 16 zugewandte Breitseite 80 einer Trägerplatte 14 der Bremsbacke 12 abstützbar ist. Die Anschlageinrichtung 78 ist hier als Stift 84 ausgebildet, an welchen die Kante 86 der Trägerplatte 14, welche nicht von dem Bremsbelag 16 bedeckt ist, unmittelbar abgestützt wird. Dabei wird die Trägerplatte 14 durch ein Federelement 88 gegen diesen Stift 84 gedrückt. Damit wird eine definierte Position der Bremsbacke 12 vorgegeben, und es kann unmittelbar die Dicke des Bremsbelags 16 der Bremsbacke 12 gemessen werden, ohne dass beispielsweise die Dicke der Trägerplatte 14 heraus gerechnet werden muss.
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6 zeigt in einer weiteren Detailansicht eine Klemmeinrichtung 74 der Halteeinrichtung 70 der Messvorrichtung 50. Dabei ist insbesondere zu erkennen, dass die Klemmeinrichtung 74 auf der Schiene 72 mittels eines Schlittens 90 verstellbar gehalten ist und mit einer Klemmeinheit 92 in seiner Position fixiert werden kann. Weiterhin ist ein hinterer Anschlag 94 der Klemmeinrichtung 74 vorgesehen, welcher verhindert, dass die Sensoreinrichtung 64 mit einer Spindelroboter 68 mit der Klemmeinrichtung 74 kollidieren kann.
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7 zeigt in einer weiteren Detailansicht einer Ausführungsform der Halteeinrichtung 70, dass die Schienen 72 mit einem Lineal 102 versehen sind. Dadurch ist insbesondere eine symmetrische und genaue Ausrichtung der Klemmeinrichtung 74 zu der Bremsbacke 12 besonders einfach möglich, so dass das Messergebnis insgesamt genauer wird.
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In einer weiteren Detailansicht der Klemmeinrichtung 74 ist in 8 zu sehen, dass der Stift 84 der Anschlageinrichtung 78 auch mit einer schräger Spitze 96 ausgeführt sein kann. Diese schräge Spitze 96 ist einer runden Kontur der Bremsbacke 12 besonders gut angepasst, so dass ein größerer Bereich der schrägen Spitze 96 des Stifts 84 an dem Bremsbelag 16 der Bremsbacke 12 zum Anliegen kommt. Mittels dieser schrägen Spitze 96 kann die Bremsbacke 12 also besonders gut in der Halteeinrichtung 70 fixiert werden. Damit wird unter anderem ein Verschieben der Bremsbacke 12 während eines Messvorgangs besonders gut verhindert, so dass die Messergebnisse besonders genau sein können.
