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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremse, insbesondere eine Schreibenbremse oder Trommelbremse eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelag und ein Bremssystem.
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Eine gattungsgemäße Fahrzeugbremse ist beispielsweise in der
DE 10 2009 008 341 A1 beschrieben. Solche Fahrzeugbremsen weisen eine Vielzahl von Verschleißteilen auf, die nach einem bestimmten Verschleiß zu wechseln sind.
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Für die beim Austausch neu eingesetzten Bremsenbauteile, beispielsweise die Bremsbeläge, wird den Fahrzeughaltern des Fahrzeuges empfohlen, Austauschbremsbeläge mit einheitlichen Reibwerten einzusetzen, um die Funktion einer solchen Fahrzeugbremse auch nach dem Austauch solcher Verschleißteile in optimalem Zustand zu halten.
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Zur Überprüfung solcher für die Fahrzeugbremsen relevanten Daten ist es bekannt, solche Daten mittels drahtloser Übertragung in eine Fahrzeugumgebung mit Hilfe passiver Transponder, insbesondere unter Ausnutzung der RFID-Technologie zu übertragen.
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Solche RFID-Chips werden beispielsweise am Bremsbelag angebracht und bei Bedarf von einer Lese- und Auswerteeinheit ausgelesen. Dadurch lässt sich überprüfen, ob die neu eingesetzten Austauschteile zum einen überhaupt mit einem solchen RFID-Chip ausgestattet sind und, falls dies der Fall ist, ob die auf diesen gespeicherten Informationen über den neu eingesetzten Bremsbelag den Anforderungen an die Fahrzeugbremse, in der der Bremsbelag eingesetzt wird, entsprechen.
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Nachteilig bei diesem gattungsgemäßen Stand der Technik ist, dass die drahtlose Übertragung dieser für die Fahrzeugbremse relevaten Daten mittels passiver Transponder ausgeführt wird, welche sich in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs allerdings nur bedingt eignet. So benötigt ein solcher RFID-Transponder Sichtkontakt zu der Lese- und Auswerteeinheit. Ist dieser Sichtkontakt unterbrochen, verliert ein solcher Transponder signifikant an Leistung. Wird ein solcher RFID-Chip in einer metallischen Umgebung oder in Wasser eingesetzt, geht die komplette Funktionsweise eines solchen passiven Transponders verloren.
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Bei den in einem Kraftfahrzeug eingebauten Fahrzeugbremsen befinden sich diese Transponder aufgrund zahlreicher metallischer Bauteile wie Schutzbleche, Bremsträger, Bremssattel, Radachsen in iner solchen die Funktionsfähigkeit nachteilig beiiflussenden Umgebung. Auch Wasser, beispielsweise in Form von Spritzwasser beim Befahren regennasser Strassen, ist am Einsatzort solcher Fahrzeugbremsen üblicherweis vorhanden, so dass der Einsatz solcher passiver Transponder in einer Fahrzeugumgebung üblicherweise nicht oder nur sehr beschränkt möglich ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugbremse bereitzustellen, mit der eine drahtlose Datenübertragung in zuverlässiger Weise ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremse, insbesondere eine Schreibenbremse oder Trommelbremse, weist wenigstens einen Bremsbelag mit einer Trägerplatte und wenigstens einem an der Trägerplatte befestigten Reibbelag auf. Die Fahrzeugbremse weist außerdem eine Zuspanneinrichtung auf. Auf zumindest einem Bauteil der Fahrzeugbremse ist ein Transponder angeordnet, der zur Speicherung zumindest von bremsspezifischen Daten mit einem Speicher versehen ist. Außerhalb des Bremsbelags ist eine Lese- und Auswerteeinheit installiert. Der Transponder ist erfindungsgemäß dergestalt, dass er als magnetische Wellen aussendender aktiver Transponder ausgebildet ist.
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Mti einem solchen aktiven magnetische Wellen aussendenden Transponder ist eine zuverlässige und sichere drahtlose Übertragung der Fahrzeugbremsdaten zu einer Lese- und Auswerteeinheit ermöglicht. Durch die drahtlose Übertragung ist eine Einsparung von Kabeln und damit eine Gewichts- und Kosteneinsparung ermöglicht.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist der Transponder eine Energieversorungseinheit auf. Dadurch ist eine weitere Einsparung von Kabeln zur Energieübertragung an den aktiven Transponder ermöglicht.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante liegen die magnetischen Wellen, die der aktive Transponder aussendet, im Niedrigfrequenzbereich, was die Lebensdauer der Energieversorgungseinheit wie insbesondere eine Batterie oder eines Akkumolators wesentlich verlängert. Die Übertragung im Niedrigfrequenzbereich hat den weiteren Vorteil, dass diese gegenüber Wasser unbeeinflusst erfolgt. Metall, insbesondere Stahl, kann sogar signalverstärkend wirken.
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Die Aussendung solcher magnetischen Wellen hat den weiteren Vorteil einer großen Geräuschimmunität. Außerdem braucht zwischen den Transponder der Lese- und Auswerteeinheit kein Sichtkonkat zu bestehen, da die Ausbreitung solcher magnetischer Wellen über einen solchen aktiven Transponder dreidimensional erfolgt. Im Gegensatz dazu ist eine Signalaussendung über RFID-Chips nur in einem Winkelberich von 30 bis 45° möglich.
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Der Transponder ist besonders bevorzugt als sogenannter Rubee-Transponder ausgebildet. Der Transponder kann an unterschiedlichen Bauteilen der Fahrzeugbremse befestigt sein. So ist der Transponder nach einer bevorzugten Ausführungsvariante am Bremsbelag, insbesondere an der Trägerplatte des Bremsbelags befestigt und dient damit in erster Linie der Speicherung von bremsbelagrelevanten Daten.
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Denkbar ist auch, den Transponder an einem anderen Bauteil der Fahrzuegbremse zu befestigten, beispielsweise an einem Verschleißkabel oder am Bremssattel.
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Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass der Transponder als Kodierelement ausgebildet ist, wobei die Kodierung besonders bevorzugt auf dem Speicher des Transponders abgespeichert und von der Lese- und Auswerteeinheit unter Benutzung eines entsprechenden Schlüssels auslesbar ist. Dadurch ist ermöglicht, dass die übertragenden Datenpakete ohne das Wissen über die eingesetzte Kodierung nicht ausgelesen werden können, was eine sichere Datenübertragung gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist die Lese- und Auswerteeinheit an einem thermisch unkritischen Bereich der Fahrzeugbremse angeordent, insbesondere im Bereich einer Bremssteuerung der Fahrzeugbremse. Dadurch ist eine Zerstörung der Lese- und Auswerteeinheit im Fahrzeugbetrieb minimiert.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist der Transponder derart positioniert, dass er im Laufe des Betriebes der Fahrzeugbremse thermisch zerstörbar ist.
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So kann der Transponder an einer Position des Bremsbelages befestigt sein, der bei Erreichen eines vorbestimmten Verschleißgrades des Reibbelages durch die bei einer Bremsung entstehenden Reibunghitze zerstört wird und dadurch die auf dem Transponder gespeicherten Daten nach Austausch des Bremsbelages nicht mehr auslesbar sind.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Rückansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags mit an einer Belagträgerplatte angebrachtem Transponder,
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2 eine Draufsicht von oben auf den Bremsbelag aus 1 und
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3 eine schematische Prinzipdarstellung eines magnetische Wellen aussendenen Transponders und eines Empfängers.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Bremsbelags, der Fahrzeugbremse, des Transponders, der Trägerplatte, des Empfängers und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, das heißt, durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
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In den 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelages einer Fahrzeugbremse bezeichnet. Der Bremsbelag 1 weist eine Trägerplatte 2 und wenigstens einen an dieser befestigten Reibbelag 3 auf. Der hier gezeigte Bremsbelag ist als Bremsbelag einer Scheibenbremse mit einer ebenen Belagträgerplatte 2 und einer ebenen Reibfläche des Reibbelags 3 ausgebildet.
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Auf der dem Reibbelag 3 abgewandten Rückseite 21 der Belagträgerplatte 2 ist ein als magnetische Wellen 6 aussendender aktiver Transponder 4 angebracht.
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Der Transponder 4 ist dabei vorzugsweise ireversibel an der Trägerplatte angebracht, so dass ein Ablösen des Transponders 4 zu einer Beschädigung beziehungsweise Zerstörung des Transponders 4 führen würde.
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Der Transponder 4 ist vorzugsweise mit einer Energieversorgungseinheit wie einer Batterie oder einem Akkumulator versehen und damit in einfacher Weise an einer beliebigen Position der Belagträgerplatte anbringbar. Insbesondere muss bei der Wahl des Anbringungsortes nicht auf eine Zugänglichkeit von Kabeln für eine externe Energieversorgung geachtet werden.
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Der Transponder 4 ist besonders bevorzugt als sogenannter Rubee-Transponder ausgebildet. Als Rubee-Transponder wird hier ein magnetische Wellen aussendender Transponder verstanden, der der Ausendung und dem Empfang kurzer Datenpakete in einem lokalen, regionalen Netzwerk dient.
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Solche Rubee-Transponder zeichenen sich dadurch aus, dass sie magnetische Wellen dreidimensional ausstrahlen, wie es in 3 schematisch dargestellt ist. Eine Antenne eines solchen als Rubee-Transponder ausgebildeten Transponders 4 erzeugt dabei üblicherweise magnetische Feldstärken von etwa 60 µT, während die vom Transponderkörper selbst, dem Tag, erzeugte Magnetfeldstärke bei etwa 5 µT liegt. Das magnetische Feld der Erde sowie Dauermagneten haben dabei keinen Einfluss auf die Funktion des Transponders 4. Die besonders gute Eignung eines solchen als Rubee-Transponder ausgebildeten Transponders 4 ist darauf zurück zu führen, dass magnetische Wellen sich auch durch Wasser und Stahl unbeeinflusst ausbreiten. Da die Impedanz eines solchen Transponders bei etwa 0,01 m-Ohm und nicht wie bei normalen elektromagnetischen Wellen bei 377 Ohm liegt, ist quasi die gesamte von einem solchen Transponder ausgesendete Energie im magnetischen Feld enthalten und nicht im elektrischen Feld. Die Anwesentheit von Stahl in der Umgebung eines solchen Transponders kann insbesondere ein solches magnetisches Signal noch verstärken.
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Die Wellenlänge der von dem Transponder 4 ausgesandten Wellen beträgt üblicherweise mehr als 2 km bei einer Frequenz von 131 kHz, womit die von dem Transponder ausgesendeten Wellen im Niedrigfrequenzbereich liegen.
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Neben der Anbringung des Transponders 4 am Bremsbelag 1, insbesondere der Trägerplatte 2, wie in den 1 und 2 dargestellt, ist es auch denkbar, den Transponder 4 beispielsweise an einem Verschleißkabel des Bremsbelags zu fixieren.
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Der Transponder 4 weist dabei neben einer Antenne und der Energieversorgungseinheit einen Speicher auf, der der Speicherung zumindest von bremsspezifizischen Daten dient.
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So sind auf einem an dem Bremsbelag 1 angebrachten Transponder 4 vorzugsweise bremsbelagspezifische Daten des Bremsbelages 1 gespeichert, die drahtlos an eine Lese- und Auswerteeinheit 5 übermittelt und vorzugsweise in einem zentralen Speicher, beispielsweise der Bremssteuerung der Fahrzeugbremse oder dem Bordcomputer des Kraftfahrzeugs abgelegt werden. Solche bremsbelagspezifische Daten sind beispielsweise der Reibwert und die Reibfläche des Reibbelages 3.
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Die drahtlose Übertragung an die Lese- und Auswerteeinheit 5 erfolgt dabei vorzugsweise bei einem Wechsel des Bremsbelages 1 bzw. der Brembeläge 1.
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Mit einem solchen Transponder 4 ist es desweiteren ermöglicht, bremsbelagrelevante oder bremsspezifische Daten von einer Sendereinheit auf diesen Transponder 4 zu übertragen und im Speicher des Transponders 4 abzuspeichern.
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So können beispielsweise auf einen an dem Bremsbelag 1 angebrachten Transponder 4 auf dessen Speicher bereits vorhandene bremsbelagspezifische Daten bei der Montage des Bremsbelags 1 durch zusätzliche fahrzeugbremsenrelevante Daten ergänzt werden.
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Ein weiterer Vorteil des Einsatzes eines solchen Transponders 4 an einer Fahrzeugbremse besteht darin, dass der Transponder 4 vorzugsweise auch als (elektrisches) Kodierelement ausgebildet ist, was eine einfache Belagerkennung ermöglicht.
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Vorzugsweise ist eine Kodierung auf dem Speicher des Transponders 4 abgespeichert. Dadurch ist sowohl das Auslesen der auf den Transponder 4 abgespeicherten Daten durch einen Empfänger 5 nur bei Kenntnis des Kodes möglich.
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Auch ein Beschreiben des Speichers des Transponders 4 ist durch eine solche Kodierung reglementierbar und bietet dadurch einen hohen Schutz vor einem unbefugten Auslesen und/oder Beschreiben des Speichers des Transponders 4.
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Durch die autarke Energieversorgung des Transponders 4 über die Energieversorungseinheit des Transponders ist zudem eine dauerhafte Kommunikation zwischen dem Transponder und dem Empfänger 5 ermöglicht, was eine kontinuierliche Bremsenüberwachung ermöglicht.
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Die Lese- und Auswerteeinheit 5 ist besonders bevorzugt an einem thermisch unkritischen Bereich der Fahrzeugbremse, insbesondere im Bereich einer Bremssteuerung der Fahrzeugbremse angeordnet.
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Der Transponder 4 ist vorzugsweise derart positioniert, dass er im Laufe des Betriebes der Fahrzeugbremse thermisch zerstörbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Transponder 4 so an der Trägerplatte 2 befestigt ist, dass bei nahezu verschlissenem Reibbelag 3 die sich bei einem Bremsvorgang auf die Belagträgerplatte 2 übertragende Reibungswärme so auf den Transponder 4 überträgt, dass dieser oder zumindest dessen Datenspeicher dabei zerstört wird.
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Neben der Anbringung des Transponders 4 an der Belagträgerplatte 2 eines Bremsbelages 1 ist es ebenso denkbar, einen solchen Transponder 4 an anderen Bauteilen einer Fahrzeugbremse anzubringen, beispielsweise im Bereich einer Zuspanneinrichtung der Fahrzeugbremse oder an einem Bremsträger oder Bremssattel im Falle einer als Scheibenbremse ausgebildeten Fahrzeugbremse. Denkbar ist auch, einen solchen Transponder an einer Trommelbremse einzusetzen, beispielsweise an einem Bremsbelag derselben anzubringen.
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In einem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs mit einer wie oben beschriebenen Fahrzeugbremse sind entsprechend in dem Transponder 4 gespeicherte und von diesem an die Lese- und Auswerteeinheit 5 über magnetische Wellen 6 gesandte belagspezifische Daten von einer Steuereinheit des Bremssystems weiterverarbeitbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsbelag
- 2
- Belagträgerplatte
- 21
- Rückseite
- 3
- Reibbelag
- 4
- Transponder
- 5
- Empfänger
- 6
- magnetische Wellen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009008341 A1 [0002]
