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Die Erfindung betrifft eine Trommelbremse mit zumindest einer verlagerbaren und gegen eine Reibfläche einer Bremstrommel der Trommelbremse andrückbaren Bremsbacke, wobei die Bremstrommel zylinderförmig ausgestaltet ist, wobei die Reibfläche umlaufend auf einer Mantelfläche der zylinderförmigen Bremstrommel angeordnet ist, wobei die Bremsbacke einen Bremsbelagträger mit zumindest einem an dem Bremsbelagträger angeordneten und festgelegten Bremsbelag aufweist und wobei der Bremsbelag bei einem Betätigen der Trommelbremse flächig an der Reibfläche der Bremstrommel der Trommelbremse anliegt.
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Seit im Jahr 1900 von Wilhelm Maybach die erste Trommelbremse in ein Kraftfahrzeug eingebaut wurde, fand und findet dieser Bremsentyp Verwendung in einer Vielzahl von Bremsanlagen unterschiedlichster Fahrzeuge und Anlagen. Im Bereich der Personenkraftwagen wurde die Trommelbremse mehr und mehr von der leistungsfähigeren Scheibenbremse verdrängt. Sie findet heute hauptsächlich dort Anwendung, wo es entweder auf eine guten Schutz der Bremse gegenüber Umwelteinflüssen ankommt, wie beispielsweise bei Baufahrzeugen, oder dort wo ein geringer Wartungsaufwand bei hoher Langzeithaltbarkeit gefordert ist, wie es beispielsweise bei gebremsten Anhängern für Personenkraftwagen der Fall ist. Im Bereich des Fahrzeugbaus werden in der Regel als Innentrommelbremsen ausgeführten Trommelbremsen verwendet. Bei Arbeitsmaschinen, die drehende Wellen aufweisen, finden häufig auch als Außentrommelbremsen ausgeführte Trommelbremsen Verwendung. Im Gegensatz zur Innentrommelbremse sind bei der Außentrommelbremse Bremsbacken der Trommelbremse außerhalb der Bremstrommel angeordnet.
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Trommelbremsen zeichnen sich aufgrund ihres geringen betriebsbedingten Verschleißes dadurch aus, dass sie sehr lange Wartungsintervalle aufweisen. Insbesondere beim Betrieb von gebremsten Anhängern führt dies in der Praxis häufig dazu, dass die Trommelbremsen so lange betrieben werden, bis es zu einem verschleißbedingten Versagen der Bremsbeläge der Trommelbremsen kommt. Häufig wird dies erst bemerkt, wenn die maximale Bremsleistung der Trommelbremse benötigt wird, beispielsweise bei einer Notbremsung in einer Gefahrensituation.
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Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird es angesehen, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, den Verschleiß einer Bremsbacke einer Trommelbremse zu überwachen, um so eine rechtzeitige Erneuerung der Bremsbeläge zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bremsbacke einen elektronischen Verschleißanzeiger aufweist, wobei der Verschleißanzeiger ein Detektionsmittel aufweist, wobei das Detektionsmittel in dem Bremsbelag angeordnet ist, wobei ein verschleißbedingtes Erreichen einer definierten Bremsbelagdicke innerhalb eines Detektionsbereiches des Detektionsmittels von dem Detektionsmittel erfassbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse wird erreicht, dass der Verschleiß der Bremsbeläge der Trommelbremse überwacht werden kann, ohne dass ein Öffnen der Trommelbremse erforderlich ist.
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Um eine Überwachung und Auswertung der von dem Detektionsmittel erfassten Zustände zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trommelbremse eine Auswerteeinrichtung aufweist, wobei das Detektionsmittel datenübertragend mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist. Die Auswerteeinrichtung kann erfindungsgemäß in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Detektionsmittel im Bereich des überwachten Bremsbelags angeordnet sein. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung als ein eigenständiges und beabstandet zu dem Detektionsmittel anordnenbares Modul ausgestaltet sein kann. Erfindungsgemäß kann die Auswerteeinrichtung als ein Softwaremodul eines Steuerungsgeräts eines Zugfahrzeugs ausgeführt sein kann, wobei das Detektionsmittel datenübertragend mit dem Steuergerät verbindbar ist und wobei auch bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommelbremse eine Alarmierung eines Fahrzeugführers erfolgen kann.
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Eine derartig ausgestaltete Auswerteeinrichtung kann sowohl über eigene Warneinrichtungen verfügen, als auch mittels einer Schnittstelle mit einer Fahrzeugelektronik, oder der Elektronik eines Zugfahrzeuges verbindbar sein. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Warneinrichtung beispielsweise ein Leuchtmittel umfassen kann, dass in einem Sichtbereich des Fahrzeugführers angeordnet sein kann. Es ist auch möglich, dass die Warneinrichtung einen Lautsprecher aufweisen kann, mittels dessen ein durch den Fahrzeugführer wahrnehmbarer Warnton erzeugbar ist.
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Um über den Verschleißzustand des Bremsbelages zu informieren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Auswerteeinrichtung bei Erreichen einer Verschleißdicke des Bremsbelages ein Signal an ein Steuergerät eines Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs übermittelt werden kann, wobei das Steuergerät dann mittels eines Alarms, beispielsweise eines optischen Warnsignals, einem Kraftfahrzeugführer signalisiert, dass die Verschleißdicke der Bremsbeläge der Trommelbremse erreicht ist, wobei die Verschleißdicke diejenige Dicke des Bremsbelages ist, bei der dieser verschleißbedingt erneuert werden sollte.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel ein Draht ist, wobei der Detektionsbereich des Detektionsmittels einer räumlichen Ausdehnung des Drahtes entspricht, wobei mit dem zumindest bereichsweisen Erreichen der Verschleißdicke innerhalb des Detektionsbereichs des Drahts eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Drahts eintritt, die mittels der Auswerteeinrichtung erfassbar ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Draht entsprechend der zu erwartenden Belastungen und des damit einhergehenden Verschleißes ausgestaltet und innerhalb des Bremsbelags angeordnet ist. Bei gut abschätzbaren und lokal überhöhten Belastungen kann es beispielsweise sinnvoll sein, den Draht vergleichsweise kurz auszugestalten, um durch den Draht einen örtlich begrenzten Detektionsbereich zu überwachen.
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Bei einem unspezifischen und nicht örtlich begrenzten Verschleiß kann es sinnvoll sein, dass der Draht beispielsweise mäanderförmig innerhalb des Bremsbelags angeordnet ist, so dass ein möglichst großer, innerhalb des Bremsbelags angeordneter Detektionsbereich geschaffen wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass der Draht einen Durchmesser von unter 2 mm, bevorzugt von unter einem 1 mm und besonders bevorzugt von unter 0,5 mm aufweist, wobei bei einem lokalen Erreichen der Verschleißdicke der Draht durchtrennt wird, wobei ein Durchtrennen des Drahtes mittels der Auswerteeinrichtung bestimmbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse ist es auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Draht so ausgelegt sein kann, dass bei fortschreitendem Verschleiß zunächst eine Veränderung einer elektrischen Eigenschaft des Drahts auftritt, beispielsweise eine Veränderung des Innenwiderstands, wobei bei endgültigem Erreichen der Verschleißdicke der Draht durchtrennt wird. Hierdurch wird ermöglicht, dass beispielsweise zunächst vor einem baldigen Erreichen der Verschleißdicke gewarnt werden kann bevor das endgültige Erreichen der Verschleißdicke des Bremsbelags dem Fahrzeugführer angezeigt wird.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel ein Sensor ist, wobei der Detektionsbereich eine räumliche Ausdehnung über einen Sensorkörper hinaus aufweist, wobei der Sensor bei einer Veränderung der Bremsbelagdicke innerhalb des Detektionsbereichs des Sensors ein Sensorsignal erzeugt. Es ist auch vorgesehen, dass das Sensorsignal mittels der Auswerteeinrichtung auswertbar ist, so dass mittels einer in der Auswerteeinrichtung hinterlegten Regel feststellbar ist, ob die Verschleißdicke des Bremsbelags erreicht ist. Dem Fachmann sind eine Vielzahl verschiedener Sensoren bekannt, mittels derer eine berührungslose Überwachung eines Zustands eines Bauteiles möglich ist. Lediglich beispielhaft angeführt seien hierzu Hall-Sensoren, mittels derer Veränderungen eines magnetischen Feldes überwachbar sind und die somit besonders gut geeignet sind Veränderungen von metallischen Bauteilen zu überwachen, beispielsweise den sich in Folge von Verschleiß verringernden Abstand zwischen der Bremstrommel und dem Bremsbelagträger.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel zumindest abschnittsweise innerhalb einer Bohrung angeordnet ist, wobei sich die Bohrung von einer dem Bremsbelag gegenüberliegenden Seite des Bremsbelagträgers durch den Bremsbelagträger in den Bremsbelag erstreckt. Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse ermöglicht es, dass zum einen das Detektionsmittel bei einem Herstellungsprozess der Trommelbremse einfach an seiner bestimmungsgemäß vorgesehenen Position angeordnet werden kann und dass zum anderen etwaige Anschlussmittel, wie beispielsweise Kabel oder Drähte, von der Bremsbacke weg, in Richtung einer Auswerteeinrichtung geführt werden können.
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Es ist ebenfalls möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Detektionsmittel drahtlos datenübertragend mit der Auswerteeinrichtung verbindbar ist. Darüber hinaus ist es auch vorgesehen, dass das Detektionsmittel zerstörungsfrei in dem Bremsbelag angeordnet werden kann, beispielsweise indem es bereits bei der Herstellung des Bremsbelages in den Bremsbelag eingebracht wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Bohrung als eine Sacklochbohrung ausgestaltet ist. Eine derartige Ausgestaltung der Bohrung ermöglicht es, dass das Detektionsmittel von dem Bremsbelagträger aus in die Bohrung eingeführt werden kann. Durch die Nutzung einer Sacklochbohrung zum Anordnen des Detektionsmittels innerhalb des Bremsbelages wird erreicht, dass auf einer mit der Reibfläche in Anlage bringbaren Oberfläche des Bremsbelags keine Störungen oder Unregelmäßigkeiten erzeugt werden, die die Bremsleistung der Trommelbremse negativ beeinflussen könnten.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Bohrung als eine durchgängige Bohrung ausgestaltet ist. Es ist vorgesehen, dass die Bohrung sowohl als eine Bohrung mit über die Bohrungslänge konstantem Querschnitt, als auch eine Stufenbohrung mit unterschiedlichen Querschnitten über die Bohrungslänge ausgeführt sein kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass eine auf dem Bremsbelag angeordnete Bohrungsöffnung mittels eines sich von der Bohrungsöffnung in Richtung des Bremsbelagträgers erstreckenden sowie im Bereich der Bohrungsöffnung bündig an dem Bremsbelag anliegenden Verschlussmittels verschließbar ist. Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse ermöglicht es, dass eine plane und weitgehend störungsfreie Kontaktfläche zwischen Reibfläche und Bremsbelag realisiert werden kann. Das Verschlussmittel kann beispielsweise ein für die Verwendung mit einem Bremsbelag geeignetes Vergussmittel sein, mittels dessen die Bohrungsöffnung ausgegossen wird. Das Verschlussmittel kann im Sinne des Erfindungsgedankens auch ein an die Bohrungsöffnung angepasster Verschlussstopfen aus einem ähnlichen oder gleichen Material wie der Bremsbelag sein. Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Vergussmittel mit einem Verschlussstopfen kombiniert werden kann, um so einen optimalen Verschluss der Bohrungsöffnung zu erreichen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel von dem Verschlussmittel zumindest abschnittsweise umschlossen ist. Es ist vorgesehen, dass das Detektionsmittel beispielsweise bei Verwendung einer Vergussmasse zum Verschließen der Bohrungsöffnung mittels der Vergussmasse an der Bremsbacke festgelegt werden kann. Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Detektionsmittel ein an dem Detektionsmittel angeordnetes Verschlussmittel aufweist, so dass Verschlussmittel und Detektionsmittel gleichzeitig in die Bohrung eingebracht werden können.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel in einem Verschleißbereich des Bremsbelages angeordnet ist, wobei in dem Verschleißbereich die Belastung des Bremsbelags bei einem Bremsvorgang größer ist als in anderen Bereichen des Bremsbelags. Erfahrungsgemäß ist es so, dass die Bremsbeläge von Trommelbremsen beim Bremsen punktuell unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind. Besonders stark belastet sind dabei das in Bremswirkrichtung gesehen vordere und hintere Drittel des Bremsbelags. Die Positionierung des Detektionsmittels in einem der Verschleißbereiche ermöglicht es, dass mit einer möglichst geringen Anzahl von Detektionsmitteln der Verschleiß des Bremsbelages zuverlässig überwacht werden kann.
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Um den Erfahrungswerten in Bezug auf die Verschleißeigenschaften von Bremsbelägen von Trommelbremsen Rechnung zu tragen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Detektionsmittel in einer Bremswirkrichtung in einem vorderen und/oder einem hinteren Drittel des Bremsbelags angeordnet ist, wobei die Bremswirkrichtung diejenige Richtung ist, die einer Hauptdrehrichtung der Trommelbremse entgegen gerichtet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse wird berücksichtigt, dass insbesondere das vordere und hintere Drittel des Bremsbelags bei einem Bremsvorgang belastet werden. Um das Verschleißverhalten eines Bremsbelags überwachen zu können, ist es erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen, dass mehrere Detektionsmitteln innerhalb der Verschleißbereiche angeordnet werden können.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Detektionsmittel in einem sich entlang eines Mittelkreisbogens des Bremsbelags erstreckenden Mittenbereich des Bremsbelags angeordnet ist, wobei der Mittelkreisbogen derjenige Kreisbogen innerhalb des durch den Bremsbelag gebildeten Hohlzylindersektors ist, der zu allen Flächen des Hohlzylindersektors, außer der durch eine Höhe und eine Breite des Hohlzylindersektors gebildeten Bremsbelagsstirnflächen, maximal beabstandet ist. Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse ermöglicht eine optimale Überwachung des Verschleißes des Bremsbelages unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Detektionsmitteln.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Trommelbremse mehrere Detektionsmittel aufweist. Im Sinne des Erfindungsgedankens können dabei die Detektionsmittel derart verteilt sein, dass jede Bremsbacke der Trommelbremse ein Detektionsmittel aufweist, oder dass auf einzelnen Bremsbacken eine Vielzahl von Detektionsmitteln angeordnet ist. Eine Erhöhung der Anzahl der Detektionsmittel ermöglicht eine präzisere Überwachung des Verschleißes der Bremsbeläge.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Trommelbremse als eine Innentrommelbremse ausgestaltet ist, wobei die Bremsbacken der Trommelbremse in einem von der Bremstrommel umschlossenen Bremstrommelinnenraum angeordnet sowie an der Trommelbremse festgelegt sind und wobei der Bremsbelag bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Bremstrommel flächig an der umlaufend auf einer Mantelinnenfläche der zylinderförmigen Bremstrommel angeordneten Reibfläche anliegt. Innentrommelbremsen werden insbesondere bei Fahrzeugen und Kraftfahrzeugen eingesetzt. Insbesondere bei gebremsten Anhängern kommt diese Form der Trommelbremse, häufig als Bestandteil einer Auflaufbremsanlage, zum Einsatz.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Trommelbremse als eine Außentrommelbremse ausgestaltet ist, wobei die Bremsbacken der Trommelbremse außerhalb des von der Bremstrommel umschlossenen Bremstrommelinnenraums angeordnet sind, wobei die Bremsbacken derart zu der Trommelbremse angeordnet und an einem Bremsträger festgelegt sind, dass der Bremsbelag der Bremsbacke bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trommelbremse flächig an der umlaufend auf einer Mantelaußenfläche der zylinderförmigen Bremstrommel angeordneten Reibfläche anliegt. Außentrommelbremsen werden insbesondere bei stationären Maschinen verwendet und wirken dort häufig auf eine rotierende Welle.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Trommelbremse paarweise angeordnete Bremsbacken aufweist, wobei die Bremsbacken eines Bremsbackenpaares bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trommelbremse an gleich geformten, gleich großen und einander gegenüberliegenden Abschnitten an der Reibfläche anliegen, wobei zumindest einer der Bremsbacken des Bremsbackenpaares zumindest einen elektronischen Verschleißanzeiger aufweist. Es gibt eine Vielzahl an Ausführungsformen von Trommelbremsen mit paarweise angeordneten Bremsbacken. Es ist möglich und erfindungsgemäß Vorgesehen, dass die Trommelbremse als eine der im Folgenden lediglich beispielhaft aufgezählten und beschriebenen Arten von Trommelbremsen ausgeführt sein kann:
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Eine als Simplex-Trommelbremse wirkende erfindungsgemäße Trommelbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbacken des Bremsbackenpaares in einem ersten Befestigungsbereich mittels eines Bremsbetätigungselementes mechanisch miteinander gekoppelt sind, wobei die Bremsbacken in einer dem ersten Befestigungsbereich gegenüberliegenden zweiten Befestigungsbereich verschwenkbar an dem Bremsträger festgelegt sind und wobei bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Bremsbetätigungselementes der Abstand zwischen den Bremsbacken und dem ersten Befestigungsbereich vergrößert ist.
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Eine als eine Duplex-Trommelbremse wirkende Trommelbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse ein erstes und ein zweites Bremsbetätigungselement aufweist, wobei das erste Bremsbetätigungselement hinter dem ersten Befestigungsbereich angeordnet ist und die erste Bremsbacke betätigt, wobei in dem ersten Befestigungsbereich die zweite Bremsbacke verschwenkbar an einem ersten Bremsträger festgelegt ist, wobei das zweite Bremsbetätigungselement in dem zweiten Befestigungsbereich angeordnet ist und die zweite Bremsbacke betätigt, wobei in dem zweiten Befestigungsbereich die erste Bremsbacke verschwenkbar an einem zweiten Bremsträger festgelegt ist.
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Eine als Uni-Servo-Trommelbremse wirkende erfindungsgemäße Trommelbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse ein Bremsbetätigungselement aufweist, wobei das Bremsbetätigungselement in einem Befestigungsbereich der Trommelbremse angeordnet ist und mittels des Bremsbetätigungselements die erste Bremsbacke betätigbar ist, wobei in dem Befestigungsbereich die zweite Bremsbacke verschwenkbar an einem Bremsträger festgelegt ist, wobei die Bremsbacke in einem dem Befestigungsbereich gegenüberliegenden Verbindungsbereich mechanisch miteinander gekoppelt sind.
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Eine als Duo-Servo-Trommelbremse wirkende erfindungsgemäße Trommelbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse ein Bremsbetätigungselement aufweist, wobei das Bremsbetätigungselement in einem Befestigungsbereich der Trommelbremse angeordnet ist und mittels des Bremsbetätigungselements gleichzeitig sowohl die erste Bremsbacke, als auch die zweite Bremsbacke betätigbar sind, wobei die Bremsbacken in einem dem Befestigungsbereich gegenüberliegenden Verbindungsbereich mechanisch miteinander gekoppelt sind.
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Eine als Duo-Duplex-Trommelbremse wirkende erfindungsgemäße Trommelbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse ein erstes und ein zweites Bremsbetätigungselement aufweist, wobei das erste Bremsbetätigungselement in einem ersten Befestigungsbereich in der Trommelbremse angeordnet ist, wobei das zweite Bremsbetätigungselement in einem zweiten Befestigungsbereich der Trommel angeordnet ist, wobei mittels der Bremsbetätigungselemente die Bremsbacken der Trommelbremse aneinander festgelegt sind und wobei bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trommelbremse die Bremsbeläge der Bremsbacken mit der Reibfläche der Bremstrommel gleichzeitig in Anlage bringbar sind.
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Diese Aufzählung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trommelbremse ist nicht abschließend. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannten Ausführungsformen von Trommelbremsen geeignet, eine erfindungsgemäße Trommelbremse zu realisieren.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Trommelbremse eine der Hauptdrehrichtung entgegen gerichtete Freilaufdrehrichtung aufweist, wobei bei einer Drehung der Trommelbremse in der Hauptdrehrichtung die Bremsbacken bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trommelbremse mit der Reibfläche in Anlage bringbar sind, wobei bei einer Drehung der Trommelbremse in der Freilaufdrehrichtung die Trommelbremse von einer Bremsanlage entkoppelt ist. Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trommelbremse ist insbesondere sinnvoll, wenn die Trommelbremse als Bestandteil einer Auflaufbremsanlage für einen gebremsten Anhänger verwendet werden soll. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trommelbremse eine Freilaufeinrichtung aufweist. Derartige Freilaufeinrichtung sind dem Fachmann bekannt und dienen der mechanischen Entkopplung der Trommelbremse von der Bremsanlage. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannten Verfahren zum Realisieren eines Freilaufs bei einer Trommelbremse dazu geeignet, auch mit der erfindungsgemäßen Trommelbremse verwendet zu werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrwerkselement zum Anordnen und drehbaren Festlegen zumindest eines Rads an einem Fahrzeug, wobei das Fahrwerkselement zumindest eine erfindungsgemäße Trommelbremse aufweist. Fahrwerkselemente im Sinne des Erfindungsgedankens sind insbesondere Achsen sowie Achsschenkel. Besonders bei den gebremsten Anhängern ist es üblich, dass beim Erreichen der Verschleißgrenze eines Bremsbelages einer Trommelbremse nicht allein die Trommelbremsen, sondern die komplette betroffene Achse getauscht wird.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Fahrwerkselement derart ausgestaltet ist, dass es als Fahrwerkselement eines Fahrzeugs ohne Eigenantrieb verwendbar ist. Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerkselements dient dazu, dass das Fahrwerkselement insbesondere mit Anhängern verwendbar ist.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Fahrwerkselement mit einem straßengebundenen Anhänger verwendbar ist. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Fahrwerkselementes im Straßenverkehr setzt voraus, dass das Fahrwerkselement den Zulassungsvoraussetzungen der Straßenverkehrszulassungsordnung entspricht. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrwerkselement derart ausgestaltet ist, dass es mit den für den Straßenbetrieb erforderlichen Einrichtungen, beispielsweise einer Stoßdämpfungseinrichtung in Wirkverbindung bringbar ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Fahrwerkselement mit einem schienengebundenen Anhänger verwendbar ist.
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Eine vorteilhafte Umsetzung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Fahrwerkselement Verbindungsmittel aufweist, wobei mittels der Verbindungsmittel die Trommelbremse mit der Bremsanlage des Fahrzeugs verbindbar ist. Eine derartige Ausgestaltung des Fahrwerkselementes ermöglicht es, dass bei einem Wechsel des Fahrwerkselements bzw. einem verschleißbedingten Austausch, die Trommelbremse mit der Bremsanlage des Fahrzeugs verbunden werden kann, ohne dass die Verbindungsmittel aufwändig neu verlegt werden müssen. Die Verbindungsmittel können beispielsweise Bowdenzüge, Hydraulikleitungen, Pneumatikleitungen oder ähnliches sein. Dem Fachmann sind eine Vielzahl verschiedener Verbindungsmittel bekannt, mittels derer eine Bremsanlage eines Fahrzeuges mit Bremsen eines Anhängers verbindbar ist. Grundsätzlich sind alle dem Fachmann bekannten Verfahren zum Realisieren einer Verbindung zwischen der Bremsanlage eines Fahrzeuges und den Bremsen eines Anhängers dazu geeignet, auch mit dem erfindungsgemäßen Fahrwerkselement verwendet zu werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das Fahrwerkselement Signalverbindungsmittel aufweist, wobei mittels der Signalverbindungsmittel die Trommelbremse mit der Auswerteeinrichtung verbindbar ist. Eine derartige Ausgestaltung des Fahrwerkselements ist insbesondere sinnvoll, wenn die Auswerteeinrichtung räumlich von der Trommelbremse getrennt ist. Bei einem Austausch des Fahrwerkselementes wird es so ermöglicht, dass die Trommelbremse mit der Auswerteeinrichtung verbunden werden kann, ohne dass aufwändig weitere Signalverbindungsmittel, beispielsweise Kabel, verlegt werden müssen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Auswerteverfahren zur Verschleißüberwachung von Bremsbelägen bei einer erfindungsgemäßen Trommelbremse oder einem erfindungsgemäßen Fahrwerkselement, bei dem in einem Bestimmungsschritt ein Ist-Zustand des Detektionsmittels erfasst und ein Ist-Wert bestimmt wird, in einem auf den Bestimmungsschritt folgenden Auswerteschritt der Ist-Wert mit einem Referenzwert anhand einer in der Auswerteeinrichtung hinterlegten Regel verglichen wird, wobei mittels der Regel ausgehend von dem Referenzwert zulässige Werte für den Ist-Wert definiert sind, wobei bei einem Feststellen eines unzulässigen Ist-Werts in einem auf den Auswerteschritt folgenden Warnschritt durch die Auswerteeinrichtung ein Warnsignal erzeugt wird und wobei bei einem Feststellen eines zulässigen Ist-Werts das Auswerteverfahren erneut, beginnend mit dem Bestimmungsschritt, durchgeführt wird. Das erfindungsgemäße Auswerteverfahren stellt sicher, dass bei Erreichen der Verschleißgrenze eine Warnung des Kraftfahrzeugführers erfolgen kann.
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Es ist ebenfalls möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem Kalibrierschritt ein Referenzwert des Detektionsmittels erfasst und in einem auf den Kalibrierschritt folgenden Speicherschritt als ein Referenzwert in einem Speicherbereich der Auswerteeinrichtung gespeichert wird. Es ist möglich und erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass diese Kalibrierung der Auswerteeinrichtung entweder bei einem erstmaligen Einbau einer erfindungsgemäßen Trommelbremse erfolgt, oder dass die Kalibrierung anhand bekannter Parameter baugleicher Trommelbremsen vorgenommen wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Trommelbremse, des Fahrwerkselements sowie des Auswerteverfahrens werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine schematisch dargestellte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Trommelbremse,
- 2 und 3 ausschnittsweise vergrößerte, schematisch dargestellte Schnittansichten von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trommelbremse,
- 4 eine schematisch dargestellte Schnittansicht der erfindungsgemäßen Trommelbremse entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie IV-IV,
- 5 eine schematisch dargestellte Schnittansicht einer als Außentrommelbremse ausgeführten erfindungsgemäßen Trommelbremse,
- 6 eine schematische dargestellte Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerkselements und
- 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Auswerteverfahrens.
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Die in 1 dargestellte Trommelbremse 1 ist als eine Innentrommelbremse ausgestaltet. Die Trommelbremse 1 weist zwei verlagerbare Bremsbacken 2 mit jeweils einem elektrischen Verschleißanzeiger 3, eine geschnitten dargestellte und zylindrisch ausgestaltete Bremstrommel 4, ein Betätigungselement 5 sowie eine datenübertragen mit den Verschleißanzeigern 3 verbundene Auswerteeinrichtung 6 auf. Die Bremsbacken 2 sind in einem von der Bremstrommel 4 umschlossenen Bremstrommelinnenraum 7 angeordnet und jeweils mittels eines lediglich schematisch dargestellten Bremsbackenträgers 8 verschwenkbar an der Trommelbremse 1 festgelegt. Die Bremsbacken 2 weisen jeweils einen Bremsbelagträger 9 mit einem an dem Bremsbelagträger 9 angeordneten und festgelegten Bremsbelag 10 auf. Auf einer Mantelinnenfläche der zylinderförmigen Bremstrommel 4 ist umlaufend eine Reibfläche 11 angeordnet. Bei einem betätigen der Trommelbremse 1 werden die Bremsbeläge 10 der paarweise angeordneten Bremsbacken 2 durch das Betätigungselement 5 an die Reibfläche 11 angedrückt und liegen flächig an gleich geformten, gleich großen und einander gegenüberliegenden Abschnitten der Reibfläche 11 an.
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Die Bremsbacken 2 weisen jeweils einen elektronischen Verschleißanzeiger 3 mit jeweils einem Detektionsmittel 12 auf, wobei der Verschleißanzeiger 3 so zu der Bremsbacke 2 angeordnet und an dieser festgelegt ist, dass das Detektionsmittel 12 innerhalb des Bremsbelags 10 angeordnet ist. Durch die bestimmungsgemäße Verwendung der Trommelbremse 1 unterliegt diese, insbesondere im Bereich der Bremsbeläge 10, einem Verschleiß. Wenn die Bremsbelagdicke innerhalb eines nicht dargestellten Detektionsbereichs des Detektionsmittels 12 verschleißbedingt eine definierte Bremsbelagdicke erreicht, so ist dies mittels des Detektionsmittels 12 erfassbar.
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Die dargestellten Detektionsmittel 12 sind innerhalb von Bohrungen 13 angeordnet, die sich von einer Seite des Bremsbelagträgers 9, die dem Bremsbelag 10 gegenüberliegt, durch den Bremsbelagträger 9 hindurch, in den Bremsbelag 10 hinein erstrecken und als durchgängige Bohrung 13 ausgestaltet sind.
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Um den Verschleiß der Bremsbeläge 10 der erfindungsgemäßen Trommelbremse 1 möglichst frühzeitig zu erkennen, sind die Detektionsmittel 12 in Verschleißbereichen 14 des Bremsbelags 10 angeordnet, in denen die Belastung des Bremsbelags 10 bei einem Bremsvorgang größer ist als in anderen Bereichen des Bremsbelags 10. Die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommelbremse 1 weist eine Hauptdrehrichtung 15 sowie eine nicht dargestellte und der Hauptdrehrichtung 15 entgegen gerichtete Bremswirkrichtung auf. Der Verschleißbereich 14 der Bremsbeläge 10 erstreckt sich bei der dargestellten Trommelbremse 1 jeweils über das in Bremswirkrichtung vordere Drittel des Bremsbelags 10, weshalb die Detektionsmittel 12 in diesen Verschleißbereichen 14 angeordnet sind.
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In 2 ist eine ausschnittsweise vergrößerte schematische Darstellung der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommelbremse 1 gezeigt. Der Verschleißanzeiger 3 ist bei der dargestellten Ausführungsform der Trommelbremse in einer durchgängigen Bohrung 13 angeordnet, die eine auf dem Bremsbelag 10 angeordnete Bohrungsöffnung 16 aufweist. Um eine gute Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Trommelbremse 1 zu erreichen sind die Bohrungsöffnungen 16 mittels eines Verschlussmittels 17 verschlossen, das sich von der Bohrungsöffnung 16 in Richtung des Bremsbelagträgers 9 erstreckt sowie im Bereich der Bohrungsöffnung 16 bündig an dem Bremsbelag 10 anliegt und das das Detektionsmittel 12 im Bereich des Bremsbelags 10 umschließt.
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Das Detektionsmittel 12 des Verschleißanzeigers 3 der dargestellten Trommelbremse 1 ist ein Draht 18. Der Detektionsbereich des Detektionsmittels 12 entspricht damit der räumlichen Ausdehnung des Drahts 18. Sobald zumindest bereichsweise innerhalb des Detektionsbereichs des Drahts 18 die Verschleißdicke erreicht wird, wird der Draht 18 durchtrennt. Der Verschleißanzeiger 3 ist mittels eines Signalkabels 19 mit der Auswerteeinrichtung 6 verbunden, so dass das Durchtrennen eines der Drähte 18 mittels der Auswerteeinrichtung 6 bestimmbar ist.
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In 3 ist eine ausschnittsweise vergrößerte schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trommelbremse 1 gezeigt, bei der, anders als bei der in 1 gezeigten Ausführungsform, das Detektionsmittel 12 ein Sensor 20 ist, der in einer als einer Sacklochbohrung ausgestalteten Bohrung 13 angeordnet ist. Der nicht dargestellte Detektionsbereich des Sensors 20 weist eine räumliche Ausdehnung auf, die über den nicht bezeichneten Sensorkörper hinausgeht. Bei einer Veränderung der Bremsbelagdicke innerhalb des Detektionsbereiches des Sensors 20 wird durch den Sensor 20 ein Sensorsignal erzeugt, dass mittels des Signalkabels 19 an die nicht dargestellte Auswerteeinrichtung 6 übertragen wird.
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In 4 ist eine schematische dargestellte Schnittansicht der in 1 gezeigten und entlang des Schnittes IV-IV geschnittenen Trommelbremse 1 gezeigt. In der Schnittansicht ist erkennbar, dass das Detektionsmittel 12 in einem sich entlang eines Mittelkreisbogens 21 des Bremsbelags 10 erstreckenden und nicht bezeichneten Mittenbereich des Bremsbelags 10 angeordnet ist.
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In 5 ist eine als eine Außentrommelbremse ausgestaltet Trommelbremse 1 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die Bremsbacken 2 der Trommelbremse 1 außerhalb des von der Bremstrommel 4 umschlossenen Bremstrommelinnenraums 7 angeordnet. Um eine Bremskraft auf die Bremstrommel 4 übertragen zu können sind die Bremsbacken 2 an einem Bremsträger 22 festgelegt. Sie sind dabei derart zu der Trommelbremse 1 angeordnet dass der Bremsbelag 10 der Bremsbacke 2 bei einem Bremsvorgang flächig an der umlaufend auf einer nicht bezeichneten Mantelaußenfläche der zylinderförmigen Bremstrommel 4 angeordneten Reibfläche 11 anliegen.
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In 6 ist die schematische Darstellung eines Fahrwerkselementes 23 gezeigt. Die dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerkselements 23 weist zwei Trommelbremsen 1 auf, an denen jeweils ein nicht dargestelltes Rad angeordnet werden kann. Die Trommelbremsen 1 sind jeweils an einem Führungsmittel 24 festgelegt wobei die beiden Führungsmittel 24 durch eine Querstrebe 25 voneinander beabstandet und aneinander festgelegt sind. Um das Fahrwerkselement 23 an einem nicht dargestellten Fahrzeug anordnen zu können, weist das Fahrwerkselement 23 im Bereich der Querstrebe 25 lediglich schematisch dargestellte Montagemittel 26 auf. Um eine Wirkverbindung zwischen den Trommelbremsen 1 und einer nicht dargestellten Bremsanlage herstellen zu können weist das Fahrwerkselement 23 Verbindungsmittel 27 auf die zu der Bremsanlage des Fahrzeugs kompatibel sind. Bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerkselements 23 ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung 6 außerhalb der Trommelbremsen 1 angeordnet ist. Um die Trommelbremsen 1 mit der Auswerteeinrichtung 6 zu verbinden, weist das Fahrwerkselement 23 Signalverbindungsmittel 28 auf. Die Auswerteeinrichtung 6 ist bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerkselements 23 an dem Fahrzeug angeordnet und festgelegt, sowie über einen schematisch dargestellten Zugfahrzeuguplink 29 mit einem nicht dargestellten Zugfahrzeug signalleitend verbunden, so dass Auswerteergebnisse der Auswerteeinrichtung 6 einem nicht dargestellten Fahrer des Zugfahrzeuges mittels eines lediglich schematisch dargestellten Warnmittels 30 übermittelt werden können.
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In 6 ist schematisch ein Auswerteverfahren zur Verschleißüberwachung von Bremsbelägen bei einer erfindungsgemäßen Trommelbremse oder einem erfindungsgemäßen Fahrwerkselement gezeigt. In einem Bestimmungsschritt 30 wird zunächst ein Ist-Zustand des Detektionsmittels erfasst und ein Ist-Wert bestimmt wird. In einem auf den Bestimmungsschritt 30 folgenden Auswerteschritt 31 wird der Ist-Wert mit einem Referenzwert anhand einer in der Auswerteeinrichtung hinterlegten Regel verglichen. Mittels der Regel sind, ausgehend von dem Referenzwert, zulässige Werte für den Ist-Wert definiert. In einem auf den Auswerteschritt 31 folgenden Warnschritt 32 wird bei einem Feststellen eines unzulässigen Ist-Wertes durch die Auswerteeinrichtung ein Warnsignal erzeugt. Um eine fortlaufende Überwachung zu erreichen wird bei einem Feststellen eines zulässigen Ist-Wertes das Auswerteverfahren erneut, beginnend mit dem Bestimmungsschritt 30, durchgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Trommelbremse
- 2.
- Bremsbacke
- 3.
- Verschleißanzeiger
- 4.
- Bremstrommel
- 5.
- Betätigungselement
- 6.
- Auswerteeinrichtung
- 7.
- Bremstrommelinnenraum
- 8.
- Bremsbackenträger
- 9.
- Bremsbelagträger
- 10.
- Bremsbelag
- 11.
- Reibfläche
- 12.
- Detektionsmittel
- 13.
- Bohrung
- 14.
- Verschleißbereich
- 15.
- Hauptdrehrichtung
- 16.
- Verschleißbereich
- 17.
- Hauptdrehrichtung
- 18.
- Draht
- 19.
- Signalkabel
- 20.
- Sensor
- 21.
- Mittelkreisbogen
- 22.
- Bremsträger
- 23.
- Fahrwerkselement
- 24.
- Führungsmittel
- 25.
- Querstrebe
- 26.
- Montagemittel
- 27.
- Verbindungsmittel
- 28.
- Signalverbindungsmittel
- 29.
- Zugfahrzeuguplink
- 30.
- Bestimmungsschritt
- 31.
- Auswerteschritt
- 32.
- Warnschritt