DE102018122882A1

DE102018122882A1 - Retrofittable measuring system for determining wear of a brake lining of a friction brake

Info

Publication number: DE102018122882A1
Application number: DE102018122882.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Werth; Michael Blessing; Alexander Fuchs
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: WO2020057911A1; DE102018122882B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein nachrüstbares Messsystem zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelages (2) einer Reibungsbremse, aufweisend eine Sensoreinrichtung (10) zum Erfassen einer Position eines Bremsbelagträgers (3) relativ zu einer weiteren Komponente der Reibungsbremse. Das Messsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, mindestens drei verschiedene Positionen des Bremsbelagträgers (3) unterscheidbar zu erfassen.The invention relates to a retrofittable measuring system for determining wear of a brake lining (2) of a friction brake, comprising a sensor device (10) for detecting a position of a brake lining carrier (3) relative to another component of the friction brake. The measuring system is characterized in that the sensor device (10) is designed to distinguishably detect at least three different positions of the brake lining carrier (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein nachrüstbares Messsystem zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelages einer Reibungsbremse.The invention relates to a retrofittable measuring system for determining wear of a brake lining of a friction brake.

Bei Messsystemen zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags werden diskret und kontinuierlich arbeitende Systeme unterschieden. Bei diskret arbeitenden Systemen wird in der Regel nur ein Verschleißendwert, also ein maximal zulässiger Verschleiß des Bremsbelags erfasst und ausgegeben. Ein solches Signal ist als Warnsignal für den Fahrer zu verstehen, die Beläge schnellstmöglich tauschen zu lassen. Fahrten mit ggf. nicht mehr zuverlässig arbeitenden Bremsen werden so verhindert.A distinction is made between discrete and continuously operating systems in measuring systems for determining wear of a brake lining. In the case of discretely operating systems, usually only a final wear value, that is to say a maximum permissible wear of the brake lining, is recorded and output. Such a signal is to be understood as a warning signal for the driver to have the pads replaced as soon as possible. This prevents trips with the brakes no longer working reliably.

Kontinuierlich arbeitende Messsysteme geben darüber hinaus kontinuierlich oder quasikontinuierlich einen aktuellen Verschleißwert eines Bremsbelags aus, der einen Abnutzungsgrad des Bremsbelags beispielsweise in Prozent angibt. Unter dem Begriff kontinuierlich ist dabei eine Angabe in bestimmten Zeitabständen oder zu bestimmten Fahrsituationen, z. B. bei jedem Motorstart, zu verstehen. Eine Ausgabe in einer Mehrzahl von Stufen, beispielsweise in bestimmten Prozentschritten des Abnutzungsgrads, fällt ebenfalls unter eine kontinuierliche Ausgabe eines Verschleißwerts.Continuously operating measuring systems also continuously or quasi-continuously output a current wear value of a brake pad, which indicates a degree of wear of the brake pad, for example in percent. The term continuous is an indication at certain time intervals or at certain driving situations, for. B. at every engine start to understand. Output in a plurality of stages, for example in certain percentage steps of the degree of wear, also falls under a continuous output of a wear value.

Kontinuierliche Messsysteme ermöglichen nicht nur das Erkennen des Verschleißendwerts, sondern erlauben eine präventive oder prädiktive Wartungssteuerung, die insbesondere im Nutzfahrzeugsektor vorteilhaft eine effizienten Ausnutzung von Teilen ermöglicht. Auch werden Kosten von Werkstattaufenthalten eingespart und Ausfallzeiten reduziert. Weiter lassen sich Störungen an einer Bremsanlage, die beispielsweise zu einer ungleichmäßigen Abnutzung von Bremsbelägen führen, bei kontinuierlich arbeitenden Messsystemen erkennen.Continuous measuring systems not only enable the final wear value to be recognized, but also enable preventive or predictive maintenance control, which advantageously enables efficient use of parts, particularly in the commercial vehicle sector. Costs for visits to the workshop are also saved and downtime is reduced. Malfunctions in a brake system, which can lead to uneven wear of brake pads, for example, can also be detected in continuously operating measuring systems.

Kontinuierliche Messsysteme sind nach dem Stand der Technik als integrierte Systeme bei Fahrzeugbremsen von Antriebsfahrzeugen bekannt. Bei Anhängern oder Aufliegern werden in der Regel diskret arbeitende Messsysteme eingesetzt, die auch als Nachrüstlösungen erhältlich sind. Eine derartige Nachrüstlösung ist z.B. in der Druckschrift DE 10 2008 026 104 B4 beschrieben.Continuous measuring systems are known in the prior art as integrated systems in vehicle brakes of drive vehicles. In the case of trailers or semitrailers, discretely operating measuring systems are generally used, which are also available as retrofit solutions. Such a retrofit solution is for example in the publication DE 10 2008 026 104 B4 described.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein nachrüstbares Messsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur einen Verschleißendzustand erfassen kann, sondern darüber hinaus gehende Informationen zum Verschleiß der Bremsbeläge bereitstellt.Starting from this known prior art, it is an object of the present invention to provide a retrofittable measuring system of the type mentioned at the outset, which can not only detect an end-of-wear condition, but also provides additional information on the wear of the brake pads.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Messsystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a measuring system with the features of the independent claim. Advantageous refinements and developments are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Messsystem zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelages einer Reibungsbremse weist eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Position eines Bremsbelagträgers relativ zu einer weiteren Komponente der Reibungsbremse auf. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, mindestens drei und bevorzugt eine Vielzahl verschiedener Positionen des Bremsbelagträgers unterscheidbar zu erfassen.A measuring system according to the invention for determining wear of a brake lining of a friction brake has a sensor device for detecting a position of a brake lining carrier relative to another component of the friction brake. It is characterized in that the sensor device is designed to distinguishably detect at least three and preferably a plurality of different positions of the brake lining carrier.

Mit einer derartigen Sensoreinrichtung ist das Messsystem in der Lage, nicht mehr nur einen Verschleißendpunkt zu detektieren, sondern mehrere Verschleißzustände zu unterscheiden. Bevorzugt wird ein kontinuierlicher Positionswert für den Bremsbelagträger bezogen auf die weitere Komponente der Reibungsbremse erfasst. Es lässt sich so die Abnutzung der Bremsbeläge stetig verfolgen und ein Austausch kann im Voraus geplant werden, wodurch Stillstands- und Werkstattzeiten minimiert werden können. Der kontinuierliche Positionswert kann analog oder digital mit einer geeigneten Auflösung erfasst und verarbeitet werden.With such a sensor device, the measuring system is no longer able to detect only one end point of wear, but to differentiate between several wear states. A continuous position value for the brake lining carrier is preferably recorded in relation to the further component of the friction brake. The wear on the brake pads can be tracked continuously and an exchange can be planned in advance, which minimizes downtimes and workshop times. The continuous position value can be recorded and processed analog or digital with a suitable resolution.

Bei einer Scheibenbremse ist die genannte weitere Komponente, relativ zu der die Position des Bremsbelagträgers erfasst wird, z.B. ein Bremssattel. Der Positionswert für den Bremsbelagträger ist dann ein Maß für den kumulierten Verschleiß beider Bremsbeläge.In the case of a disc brake, the further component mentioned, relative to which the position of the brake pad carrier is detected, is e.g. a caliper. The position value for the brake pad carrier is then a measure of the cumulative wear of both brake pads.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Messsystems weist die Sensoreinrichtung ein linear verschiebbares Tastelement auf, dessen Verschiebung erfasst wird, und das an dem Bremsbelagträger anliegt. Bevorzugt ist das Tastelement federkraftbeaufschlagt, um mit einer Andruckkraft an dem Bremsbelagträger anzuliegen. So kann von der Sensoreinrichtung aus die sich durch die Abnutzung der Bremsbeläge verändernde Position des Bremsbelagträgers sensiert werden. Das Tastelement kann gerade oder ein- oder mehrfach gewinkelt oder gekrümmt ausgebildet sein, um von der Position der Sensoreinrichtung aus bis an den Bremsbelagträger zu reichen.In an advantageous embodiment of the measuring system, the sensor device has a linearly displaceable sensing element, the displacement of which is detected and which bears against the brake lining carrier. The feeler element is preferably spring-loaded in order to bear against the brake lining carrier with a pressing force. The sensor device can thus sense the position of the brake pad carrier that changes as a result of wear of the brake pads. The feeler element can be straight or single or multiple angled or curved in order to extend from the position of the sensor device to the brake pad carrier.

Alternativ zu einem derartigen sich den Bremsbelagträger andrückendes Tastelement kann ein freies Ende des Tastelements auch zugbelastbar mit dem Bremsbelagträger verbunden sein, z.B. durch entsprechend formschlüssige Konturen. Das Tastelement kann in dem Fall auch ein Zugseil umfassen, das federkraftbeaufschlagt gespannt wird.As an alternative to such a push-button element pressing against the brake pad carrier, a free end of the push-button element can also be connected to the brake pad carrier in a tensile manner, e.g. through appropriately positive contours. In this case, the feeler element can also include a pull rope that is tensioned under spring force.

Die Sensoreinrichtung selbst ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Messsystems über einen Haltebügel an der weiteren Komponente der Reibungsbremse befestigt. Durch die Verwendung des Haltebügels kann eine Befestigungsmöglichkeit im Bereich der Sensoreinrichtung gewählt werden, die bereits vorhanden ist, beispielsweise eine vorhandene Gewindebohrung oder ähnliches. Der Haltebügel ermöglicht eine entsprechende Flexibilität zur Positionierung der Sensoreinrichtung und zur Nutzung von vorhandenen Befestigungsmöglichkeiten. In an advantageous embodiment of the measuring system, the sensor device itself is fastened to the further component of the friction brake via a holding bracket. By using the retaining bracket, an attachment option in the area of the sensor device that is already present can be selected, for example an existing threaded hole or the like. The holding bracket allows a corresponding flexibility for positioning the sensor device and for using existing fastening options.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Messsystems weist die Sensoreinrichtung einen Sensor zur Erfassung einer Position des linear verschiebbaren Elements auf, das mit dem Tastelement gekoppelt ist oder von dem Tastelement gebildet wird. Der Sensor kann potentiometrisch, kapazitiv, induktiv, optisch oder über Ultraschall arbeiten.In a further advantageous embodiment of the measuring system, the sensor device has a sensor for detecting a position of the linearly displaceable element, which is coupled to the probe element or is formed by the probe element. The sensor can work potentiometrically, capacitively, inductively, optically or via ultrasound.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Messsystems ist die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet, eine Position des Bremssattels gegenüber einem Bremsenträger zu erfassen. Dazu weist die Sensoreinrichtung bevorzugt ein weiteres Tastelement auf, dessen Verschiebung erfasst wird, und das an dem Bremsenträger anliegt. Das weitere Tastelement erfasst die Position des Bremssattels gegenüber dem Bremsenträger und damit die „Schwimmbewegung“ des Bremssattels. Diese Bewegung ist entsprechend ein Maß für den Verschleiß des äußeren Bremsbelags. Zusammen mit dem zuvor genannten Tastelement, das den kumulierten Verschleiß beider Bremsbeläge erfasst, kann somit der individuelle Verschleiß eines jeden der Bremsbeläge bestimmt werden.In a further advantageous embodiment of the measuring system, the sensor device is designed to detect a position of the brake caliper in relation to a brake carrier. For this purpose, the sensor device preferably has a further sensing element, the displacement of which is detected and which bears against the brake carrier. The further sensing element detects the position of the brake caliper in relation to the brake carrier and thus the "floating movement" of the brake caliper. This movement is accordingly a measure of the wear of the outer brake pad. The individual wear of each of the brake pads can thus be determined together with the previously mentioned feeler element, which detects the cumulative wear of both brake pads.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Messsystems ist ein Funkübertrager vorgesehen, beispielsweise in der Sensoreinrichtung, um erfasste Werte und/oder aus diesen errechnete Informationen drahtlos auszugeben. Weiter weist die Sensoreinrichtung bevorzugt eine Batterie, ggf. eine wiederaufladbare Batterie, zur Energieversorgung auf. Durch die Batterie wird die Sensoreinrichtung autark mit Energie versorgt, was eine einfache Nachrüstung des Messsystems ermöglicht, auch wenn an einer nachzurüstenden Bremse eine Bordnetzversorgung nicht vorhanden ist.In a further advantageous embodiment of the measuring system, a radio transmitter is provided, for example in the sensor device, in order to wirelessly output detected values and / or information calculated from them. Furthermore, the sensor device preferably has a battery, possibly a rechargeable battery, for energy supply. The battery provides the sensor device with self-sufficient energy, which makes it easy to retrofit the measuring system, even if an on-board power supply is not available on a brake to be retrofitted.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1a einen Teil einer Reibungsbremse mit einem Messsystem in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht;
1b die Anordnung aus 1a in einer isometrischen Ansicht;
2a einen Teil einer Reibungsbremse mit einem Messsystem in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht;
2b die Anordnung aus 2a in einer isometrischen Ansicht;
3a einen Teil einer Reibungsbremse mit einem Messsystem in einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht;
3b die Anordnung aus 3a in einer isometrischen Ansicht;
4 einen Teil einer Reibungsbremse mit einem Messsystem in einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht;
5a einen Teil einer Reibungsbremse mit einem Messsystem in einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht;
5b eine schematische Zeichnung des Messsystems gemäß 5a; und
6 eine schematische Zeichnung einer Sensoreinrichtung eines Messsystems zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelages einer Reibungsbremse.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of figures. The figures show:

1a a part of a friction brake with a measuring system in a first embodiment in a plan;
1b the arrangement 1a in an isometric view;
2a a part of a friction brake with a measuring system in a second embodiment in a plan;
2 B the arrangement 2a in an isometric view;
3a a part of a friction brake with a measuring system in a third embodiment in a plan;
3b the arrangement 3a in an isometric view;
4th a part of a friction brake with a measuring system in a fourth embodiment in a plan;
5a a part of a friction brake with a measuring system in a fifth embodiment in a plan;
5b a schematic drawing of the measuring system according 5a ; and
6 a schematic drawing of a sensor device of a measuring system for determining wear of a brake lining of a friction brake.

In 1 ist ein Teil einer Reibungsbremse eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Anhängers, in einer Draufsicht wiedergegeben.In 1 is a part of a friction brake of a commercial vehicle, for example a trailer, shown in a plan view.

Die dargestellte Bremse ist eine Scheibenbremse, wobei das in dieser Anmeldung dargestellte Grundprinzip auch auf eine Trommelbremse übertragbar ist. Die Bremse weist einen Bremssattel 1 auf, der als schwimmender Bremssattel ausgebildet, der zwei Bremsbeläge 2 hält, die auf Bremsbelagträgern 3 montiert sind. Die Bremsbelagträger 3 werden innerhalb des Bremssattels 1 mit Hilfe von Haltefedern 4 in Position gehalten. Von den Bremsbelägen 2 ist der links in der 1a gezeigte fest in den Bremssattel 1 montiert und ist an der äußeren Fahrzeugseite angeordnet. Er wird nachfolgend auch als äußerer Bremsbelag 2 bezeichnet. Der rechts dargestellte Bremsbelag 2, der an der der Fahrzeuginnenseite angeordnet ist, wird entsprechend nachfolgend auch als innerer Bremsbelag 2 bezeichnet. Auf ihn wirkt eine Zuspanneinrichtung 5 ein, durch die er auf den äußeren Bremsbelag 2 zu bewegbar ist. Zwischen den Bremsbelägen 2 ist die mit dem Rad bzw. einer Radachse verbundene Bremsscheibe 6 angeordnet, auf die die Bremsbeläge 2 durch die Zuspanneinrichtung 5 gedrückt werden.The brake shown is a disc brake, the basic principle shown in this application also being transferable to a drum brake. The brake has a caliper 1 on, which is designed as a floating caliper, the two brake pads 2nd that holds on brake pad carriers 3rd are mounted. The brake pad carrier 3rd are inside the caliper 1 with the help of retaining springs 4th held in place. From the brake pads 2nd is the one on the left in the 1a shown firmly in the caliper 1 mounted and is arranged on the outer side of the vehicle. It is also used as an outer brake pad 2nd designated. The brake pad shown on the right 2nd , which is arranged on the inside of the vehicle, is subsequently also referred to as an inner brake pad 2nd designated. An application device acts on him 5 one through which he is on the outer brake pad 2nd is too movable. Between the brake pads 2nd is the brake disc connected to the wheel or a wheel axle 6 arranged on which the brake pads 2nd through the application device 5 be pressed.

Die dargestellte Bremse ist um ein nachrüstbares Messsystem zur Erfassung eines Verschleißes der Bremsbeläge 2 ergänzt. Dieses Messsystem umfasst eine Sensoreinrichtung 10, die mit Hilfe eines Haltebügels 11 und eines Befestigungselements, vorliegend einer Schraube, an eine geeignete Stelle des Bremssattels 1 montiert ist. Ein weiteres Befestigungselement 13, das im vorliegenden Fall als ein Anschlag ausgebildet ist und sich gegen eine Kontur des Bremssattels 1 abstützt, stellt eine definierte Positionierung der Sensoreinrichtung 10 am Bremssattel 1 sicher. Durch die Verwendung des Haltebügels 11 kann eine Befestigungsmöglichkeit im Bereich der Sensoreinrichtung 10 gewählt werden, die bereits vorhanden ist, beispielsweise eine vorhandene Gewindebohrung oder ähnliches. Der Haltebügel 11 ermöglicht eine entsprechende Flexibilität zur Positionierung der Sensoreinrichtung 10 und zur Nutzung von vorhandenen Befestigungsmöglichkeiten.The brake shown is a retrofittable measuring system for detecting wear of the brake pads 2nd added. This measuring system comprises a sensor device 10th made with the help of a bracket 11 and a fastening element, in the present case a screw, to a suitable location on the brake caliper 1 is mounted. Another one Fastener 13 , which is designed in the present case as a stop and against a contour of the brake caliper 1 supports, provides a defined positioning of the sensor device 10th on the brake caliper 1 for sure. By using the bracket 11 can be a mounting option in the area of the sensor device 10th can be selected that already exists, for example an existing threaded hole or the like. The bracket 11 enables a corresponding flexibility for positioning the sensor device 10th and to use existing mounting options.

An der Sensoreinrichtung 10 ist ein Tastelement 14 angeordnet, dessen freies Ende auf eine Rückseite, d.h. die dem Bremsbelag 2 gegenüberliegende Seite, des Bremsbelagträgers 3 des inneren Bremsbelags 2 drückt. In der Sensoreinrichtung 10 ist das Tastelement 14 mit einem linear in Längsrichtung der Sensoreinrichtung 10 verschiebbaren Schiebeelement verbunden, das federkraftbeaufschlagt nach vorne, d.h. in Richtung der Bremsscheibe 6, aus dem Gehäuse der Sensoreinrichtung 10 ausfährt. Weiter ist in der Sensoreinrichtung 10 ein Sensor angeordnet, der die Längsposition des Schiebeelements erfasst.On the sensor device 10th is a tactile element 14 arranged, the free end on a back, ie the brake pad 2nd opposite side of the brake pad carrier 3rd the inner brake pad 2nd presses. In the sensor device 10th is the tactile element 14 with a linear in the longitudinal direction of the sensor device 10th slidable sliding element connected, the spring force to the front, ie in the direction of the brake disc 6 , from the housing of the sensor device 10th extends. Next is in the sensor device 10th arranged a sensor that detects the longitudinal position of the sliding element.

Der Sensor kann auf verschiedene Arten ausgebildet sein und beispielsweise potentiometrisch, also über eine Widerstandsänderung, arbeiten, oder ein kapazitiv arbeitender Positionssensor sein. Auch optische Sensoren, die eine Positionsänderung des Längselements aufgrund von Kodierinformationen und/oder Farb- oder Helligkeitsverläufen auf dem Schiebeelement erfassen, können eingesetzt werden. Weiter ist eine magnetische Positionserkennung über eine Induktionsmessung und/oder eine Messung eines Magnetfelds eines mitbewegten Permanentmagneten, z. B. über einen Hall-Sensor, denkbar. Ein weiteres geeignetes Funktionsprinzip, das einen Kraftsensor nutzt, ist im Zusammenhang mit den 3a, b beschrieben.The sensor can be designed in various ways and, for example, work potentiometrically, that is to say via a change in resistance, or be a capacitively operating position sensor. Optical sensors that detect a change in position of the longitudinal element on the basis of coding information and / or color or brightness gradients on the sliding element can also be used. Furthermore, a magnetic position detection via an induction measurement and / or a measurement of a magnetic field of a moving permanent magnet, e.g. B. via a Hall sensor, conceivable. Another suitable functional principle that uses a force sensor is in connection with the 3a, b described.

Beim Verschleiß der Bremsbeläge 2 verändert sich die Position des Bremsbelagträgers 3 des inneren Bremsbelags 2 gegenüber dem Bremssattel 1 und damit der Abstand zur Sensoreinrichtung 10. Diese Abstandsänderung wird über das Tastelement 14 und den Linearschieber vom Sensor der Sensoreinrichtung 10 bestimmt. Es ist ein Maß für den kumulierten Verschleiß bzw. die Restbelagstärke beider Bremsbeläge 2.When the brake pads wear 2nd the position of the brake pad carrier changes 3rd the inner brake pad 2nd opposite the caliper 1 and thus the distance to the sensor device 10th . This change in distance is via the probe element 14 and the linear slide from the sensor of the sensor device 10th certainly. It is a measure of the accumulated wear or the remaining lining thickness of both brake linings 2nd .

Bevorzugt wird die Sensoreinrichtung 10 über eine autarke Energieversorgung mit dem notwendigen Betriebsstrom versorgt, beispielsweise einer eingesetzten Batterie. Eine Ausgabe des Verschleißmaßes erfolgt weiter vorzugsweise drahtlos über eine Funkverbindung. Für alle im Rahmen dieser Anmeldung gezeigten Ausführungsbeispiele von der Sensoreinrichtung 10 sind Details zur Funkübertragung in Zusammenhang mit der 6 erläutert.The sensor device is preferred 10th supplied with the necessary operating current via an independent energy supply, for example an inserted battery. The wear measure is also preferably output wirelessly via a radio link. For all exemplary embodiments of the sensor device shown in the context of this application 10th are details of radio transmission related to the 6 explained.

In den 2a und 2b ist in gleicher Weise wie in den 1a und 1b ein zweites Ausführungsbeispiel eines Messsystems zur Bestimmung eines Verschleißmaßes gezeigt, das an der gleichen Bremse wie in 1a, b nachgerüstet eingesetzt ist. In the 2a and 2 B is in the same way as in the 1a and 1b a second embodiment of a measuring system for determining a degree of wear shown on the same brake as in 1a, b retrofitted.

Bezüglich des Aufbaus der Bremse und auch des Grundprinzips des Messsystems wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen.With regard to the structure of the brake and also the basic principle of the measuring system, reference is made to the first embodiment.

Neben dem Tastelement 14, das in der Sensoreinrichtung 10 wiederum mit einem linear verschiebbaren Element und einem Sensor gekoppelt ist und das die Position des Bremsbelagträgers 3 des inneren Bremsbelags 2 relativ zur Sensoreinrichtung 10 erfasst, ist ein weiteres Tastelement 15 vorhanden, das mit seinem freien Ende den Bremsenträger antastet, an dem der Bremssattel 1 schwimmend montiert ist. Das weitere Tastelement 15 ist mit einem weiteren Linearschieber in der Sensoreinrichtung 10 verbunden, dessen Position von einem weiteren Sensor detektiert wird.Next to the tactile element 14 that in the sensor device 10th is in turn coupled to a linearly displaceable element and a sensor and that the position of the brake pad carrier 3rd the inner brake pad 2nd relative to the sensor device 10th is detected is another touch element 15 available, which touches with its free end the brake carrier on which the brake caliper 1 is mounted floating. The further touch element 15 is with another linear slide in the sensor device 10th connected, the position of which is detected by another sensor.

Die gezeigte Anordnung ermöglicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Tastelements 14 die Erfassung des kumulierten Verschleißmaßes beider Bremsbeläge 2. Das weitere Tastelement 15 erfasst die Bewegung des Bremssattels 1 gegenüber dem Bremsenträger. Diese Bewegung ist ein Maß für den Verschleiß des äußeren Bremsbelags 2. Mit Hilfe beider erfassten Sensorinformationen kann somit der individuelle Verschleiß eines jeden der Bremsbeläge 2 bestimmt werden.As shown in the first exemplary embodiment, the arrangement shown enables the pushbutton element 14 the recording of the cumulative wear dimension of both brake pads 2nd . The further touch element 15 detects the movement of the brake caliper 1 towards the brake carrier. This movement is a measure of the wear of the outer brake pad 2nd . With the help of both recorded sensor information, the individual wear of each of the brake pads can thus 2nd be determined.

In den 3a und 3b ist wiederum in gleicher Weise wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt. Bezüglich des Grundaufbaus der Bremse wird auf die Ausführung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.In the 3a and 3b a third exemplary embodiment is shown in the same way as in the previous exemplary embodiments. Regarding the basic structure of the brake, reference is made to the embodiment of the first embodiment.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Sensoreinrichtung 10 mit einer besonders kurzen Bauform in Richtung der Linearbewegung des Tastelements 14 eingesetzt. Aus diesem Grund kann das Sensorelement 10 in etwa mittig zum Bremsbelag 2 montiert sein, so dass die Antastung an den inneren Bremsbelag 2 im Wesentlichen zentral der Querachse erfolgt. Auf diese Weise können Kipp- und/oder Schiefstellungseffekte auf den gemessenen Abstand zum inneren Bremsbelag 2 minimiert werden.In this third embodiment, a sensor device 10th with a particularly short design in the direction of the linear movement of the probe element 14 used. For this reason, the sensor element 10th approximately in the middle of the brake pad 2nd be mounted so that the contact to the inner brake pad 2nd takes place essentially centrally of the transverse axis. In this way, tilting and / or misalignment effects on the measured distance to the inner brake pad 2nd be minimized.

Durch die Positionierung der Sensoreinrichtung 10 kann das Tastelement 14 gerade ausgebildet sein und nicht gewinkelt, wie in den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen. Auf diese Weise kann eine einfachere Führung des Schiebeelements in der Sensoreinrichtung 10 umgesetzt sein, da vom Tastelement 14 keine Kippmomente auf dieses Schiebeelement ausgeübt werden. Das Tastelement 14 kann in diesem Sinne auch selbst das linear verschiebbare Element in der Sensoreinrichtung darstellen.By positioning the sensor device 10th can the touch element 14 be straight and not angled, as in the previously shown exemplary embodiments. That way easier guidance of the sliding element in the sensor device 10th be implemented because of the tactile element 14 no tilting moments are exerted on this sliding element. The probe element 14 can also represent the linearly displaceable element in the sensor device in this sense.

Die gezeigte besonders kurze Bauform der Sensoreinrichtung 10 wird beispielsweise möglich, indem zur Positionsdetektierung des Tastelements 14 ein Kraftmesssensor eingesetzt wird. Der Kraftsensor ist dabei innerhalb des Gehäuses der Sensoreinrichtung 10 an einer dem Tastelement 14 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Das Tastelement 14 wird mittels einer Druckfeder aus dem Gehäuse der Sensoreinrichtung 10 herausgedrückt und liegt damit an der Rückseite des Bremsbelagträgers 3 an. Die genannte Druckfeder stützt sich mit ihrem gegenüberliegenden Ende auf dem Kraftsensor ab. Aufgrund des linearen Kraft/Weg-Zusammenhangs der Druckfeder kann aus der gemessenen Kraft auf die Position des Tastelements 14 geschlossen werden. Alternativ dazu ist auch eine berührungslose Messung der Position des Tastelements 14 innerhalb der Sensoreinrichtung 10 denkbar, beispielsweise optisch oder auch über Ultraschallsensorik. In dem Fall kann unabhängig vom Messprinzip eine Druckfeder vorgesehen sein, um das Tastelement 14 an den Bremsbelagträger anzudrücken. Alternativ kann auch vorgesehen sein, das Tastelement 14 mit dem Bremsbelagträger 3 zu verbinden, beispielsweise formschlüssig durch Einhängen oder Einrasten in eine geeignete Gegenkontur, die der Bremsbelagträger 3 zur Verfügung stellt.The particularly short design of the sensor device shown 10th becomes possible, for example, by detecting the position of the probe element 14 a force measuring sensor is used. The force sensor is inside the housing of the sensor device 10th on one of the sensing elements 14 arranged opposite side. The probe element 14 is by means of a compression spring from the housing of the sensor device 10th pushed out and is therefore on the back of the brake pad carrier 3rd on. The compression spring is supported with its opposite end on the force sensor. Due to the linear force / displacement relationship of the compression spring, the measured force can affect the position of the feeler element 14 getting closed. Alternatively, a contactless measurement of the position of the probe element is also possible 14 inside the sensor device 10th conceivable, for example optically or via ultrasonic sensors. In this case, a compression spring can be provided around the probe element, regardless of the measuring principle 14 press against the brake pad carrier. Alternatively, the pushbutton element can also be provided 14 with the brake pad carrier 3rd to connect, for example, form-fitting by hanging or snapping into a suitable counter-contour that the brake pad carrier 3rd provides.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bremse mit einem Messsystem in einer Draufsicht. Bezüglich des Grundaufbaus der Bremse und der Sensoreinrichtung wird wiederum auf die Beschreibung der vorgehenden Ausführungsbeispielen verwiesen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Antastung der Position des Bremsbelagträgers 3 durch das Tastelement 14 nicht unmittelbar, sondern über eine Hebelkinematik. Zu diesem Zweck ist ein zweiseitiger Hebel 16 mit einem freien Ende mit dem Bremsbelagträger 3 und mit seinem anderen freien Ende mit dem Tastelement 14 verbunden. Zwischen beiden Verbindungspunkten ist der Hebel 16 in einem Hebellager 17 drehbar gelagert. 4th shows a further embodiment of a brake with a measuring system in a plan view. With regard to the basic structure of the brake and the sensor device, reference is again made to the description of the preceding exemplary embodiments. In the embodiment shown, the position of the brake lining carrier is probed 3rd through the probe 14 not immediately, but via lever kinematics. For this purpose is a two-sided lever 16 with a free end with the brake pad carrier 3rd and with its other free end with the probe element 14 connected. The lever is between the two connection points 16 in a lever bearing 17th rotatably mounted.

Durch den Hebel 16 lässt sich die axiale Positionsänderung, die die Bremsbelagplatte 3 aufgrund des Verschleißes der Bremsbeläge 2 durchläuft, auf einen kleineren Wegbereich des Tastelements 14 übertragen. Dadurch wird eine tendenzielle große lineare Bewegung an den Bewegungsbereich herkömmlicher Linearsensoren, beispielsweise Linearpotentiometern oder Hall-Sensoren, die als Sensoren eingesetzt werden können, angepasst. Neben dem gezeigten Hebellager 17 kann die beschriebene Hebelkinematik durch zusätzliche Führungselemente zusätzlich stabilisiert und fixiert werden, die in der 4 nicht dargestellt sind.By the lever 16 the axial position change that the brake pad plate 3rd due to the wear of the brake pads 2nd passes through, on a smaller path area of the probe element 14 transfer. This tends to adapt a large linear movement to the range of motion of conventional linear sensors, for example linear potentiometers or Hall sensors, which can be used as sensors. In addition to the lever bearing shown 17th the lever kinematics described can be additionally stabilized and fixed by additional guide elements which in the 4th are not shown.

5a zeigt in gleicher Weise wie 4a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bremse mit einem Messsystem zur Verschleißmessung. Bezüglich des Grundaufbaus der Bremse wird auf die vorgehende Beschreibung verwiesen. 5a shows in the same way as 4a a further embodiment of a brake with a measuring system for wear measurement. Regarding the basic structure of the brake, reference is made to the above description.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde jeweils eine Sensoreinrichtung 10 dargestellt, deren Tastelement 14 bzw. weiteres Tastelement 15 sich an das zu sensierende Element, den Bremsbelagträger 3, angedrückt hat. Die 5a zeigt eine Sensoreinrichtung 10 mit einem Tastelement 14, das am Bremsbelagträger 3 befestigt ist und auf das von der Sensoreinrichtung 10 ein Zug ausgeübt wird. Eine mögliche Ausgestaltung einer derartigen Sensoreinrichtung 10 mit einem auf Zug arbeitenden Tastelement 14 ist in der 5b in einer schematischen Prinzipskizze wiedergegeben.In the exemplary embodiments described above, one sensor device was used 10th shown, the probe element 14 or further probe element 15 the element to be sensed, the brake pad carrier 3rd , pressed. The 5a shows a sensor device 10th with a probe 14 on the brake pad carrier 3rd is attached and to that of the sensor device 10th a move is being made. A possible embodiment of such a sensor device 10th with a push element working on the train 14 is in the 5b reproduced in a schematic sketch.

Das Tastelement 14 weist ein Zugseil 18 auf, das in die Sensoreinrichtung 10 geführt wird. In der Sensoreinrichtung 10 ist eine Seiltrommel 19 angeordnet, auf die das Zugseil 18 aufgerollt wird und die das Zugseil 18 federkraftbeaufschlagt. Dazu kann in der Seiltrommel 19 eine in der 5b nicht dargestellte Spiralfeder eingesetzt sein. Durch die Seiltrommel 19 wird eine Linearbewegung entlang der Richtung des Zugseils 18 in eine Drehbewegung umgewandelt, die von einem entsprechenden Sensor, beispielsweise einem Drehpotentiometer, erfasst wird. Um das Zugseil 18 vor den rauen Umgebungsbedingungen im Bereich der Bremse zu schützen, kann beispielsweise eine Führung durch eine Teleskopfeder als Führungselement eingesetzt werden. Die das Zugseil 18 umgebende Teleskopfeder schützt das Drahtseil im Inneren und ist in der Lage, mit der Bewegung des Tastelements 14 ein- und auszufahren. Anstelle einer Teleskopfeder kann auch ein Gummibalg oder ein ähnliches elastisches Element zum Schutz des Zugseils 18 vorgesehen sein.The probe element 14 has a pull rope 18th on that in the sensor device 10th to be led. In the sensor device 10th is a rope drum 19th arranged on which the pull rope 18th is rolled up and the pull rope 18th spring loaded. You can do this in the rope drum 19th one in the 5b Spiral spring, not shown, may be used. Through the rope drum 19th becomes a linear movement along the direction of the pull rope 18th converted into a rotary movement, which is detected by a corresponding sensor, for example a rotary potentiometer. Around the pull rope 18th To protect against the harsh environmental conditions in the area of the brake, for example, a guide by means of a telescopic spring can be used as the guide element. The the pull rope 18th Surrounding telescopic spring protects the wire rope inside and is able to move with the probe 14 retract and extend. Instead of a telescopic spring, a rubber bellows or similar elastic element can be used to protect the pull rope 18th be provided.

In 6 ist beispielhaft der innere Aufbau einer Sensoreinrichtung 10 in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die gezeigte Sensoreinrichtung 10 kann beispielsweise in einem der Ausführungsbeispiele eines Messsystems der 1 a bis 4 eingesetzt werden. Beispielhaft ist die Sensoreinrichtung 10 mit einem geraden Tastelement 14 ausgebildet, wie es im Ausführungsbeispiel der 3a und 3b verwendet wird. Die Sensoreinrichtung 10 gemäß 6 kann jedoch ebenso mit einem gewinkelten Tastelement 14 versehen sein. Bei der Ausgestaltung gemäß 6 geht das Tastelement 14 in ein Schiebeelement über (bzw. stellt das Schiebeelement dar), das im Inneren der Sensoreinrichtung 10 in einer Linearführung 20 linear verschiebbar geführt ist. Es ist mittels einer Druckfeder 21 vorgespannt, so dass sich das Tastelement 14 an die Komponente, deren Position erfasst werden soll, andrückt. Weiter ist ein Sensor 22 vorhanden, der die Linearposition des Schiebeelements bzw. des Tastelements 14 erfasst. Dieses kann beispielsweise ein Linearpotentiometer sein.In 6 is an example of the internal structure of a sensor device 10th shown in one embodiment. The sensor device shown 10th can, for example, in one of the exemplary embodiments of a measuring system 1 a to 4th be used. The sensor device is an example 10th with a straight probe 14 trained, as in the embodiment of the 3a and 3b is used. The sensor device 10th according to 6 can also be used with an angled probe 14 be provided. In the design according to 6 the probe goes 14 into a sliding element above (or represents the sliding element) that inside the sensor device 10th in a linear guide 20th guided linearly displaceable is. It is by means of a compression spring 21 biased so that the sensing element 14 presses on the component whose position is to be recorded. Next is a sensor 22 available, the linear position of the sliding element or the sensing element 14 detected. This can be a linear potentiometer, for example.

Informationen bzw. Signale des Sensors 22 werden von einer Auswerteeinheit 23 ausgewertet. Diese setzt die Informationen des Sensors in eine Positionsangabe des Tastelements 14 um. Die Auswerteeinheit 23 übergibt die ermittelten Positionsinformationen an einen Funkübertrager 24, der diese Information kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen drahtlos an einen hier nicht dargestellten Empfänger weiter gibt. Aufgrund der Funkübertragung der erfassten Positionsinformationen kann die Sensoreinrichtung 10 einfach nachgerüstet werden.Information or signals from the sensor 22 are from an evaluation unit 23 evaluated. This sets the information from the sensor in a position specification of the probe element 14 around. The evaluation unit 23 transfers the determined position information to a radio transmitter 24th , which forwards this information continuously or at certain intervals wirelessly to a receiver, not shown here. Due to the radio transmission of the detected position information, the sensor device can 10th can be easily retrofitted.

Weiter ist zur Energieversorgung der Sensoreinrichtung 10 eine ggf. wiederaufladbare Batterie 25 vorhanden, die sowohl die Auswerteinheit 23 einschließlich des Sensors 22 als auch den Funkübertrager 24 mit Energie versorgt. Auch durch diese autarke Energieversorgung der Sensoreinrichtung 10 ist ein Nachrüsten leicht möglich, auch an Achsen bzw. Bremsen, in deren unmittelbarer Umgebung keine Stromversorgungsleitungen am Fahrzeug liegen.Next is to power the sensor device 10th a possibly rechargeable battery 25th available, both the evaluation unit 23 including the sensor 22 as well as the radio transmitter 24th energized. Also thanks to this self-sufficient energy supply for the sensor device 10th Retrofitting is easily possible, even on axles or brakes, in the immediate vicinity of which there are no power supply lines on the vehicle.

BezugszeichenlisteReference list

11: BremssattelBrake caliper
22nd: BremsbelagBrake pad
33rd: BremsbelagträgerBrake pad carrier
44th: HaltefederRetaining spring
55: ZuspanneinrichtungApplication device
66: Bremsschreibe Brake disc
1010th: SensoreinrichtungSensor device
1111: HaltebügelBracket
1212th: BefestigungselementFastener
1313: weiteres Befestigungselementanother fastener
1414: TastelementProbe element
1515: weiteres Tastelementanother touch element
1616: ÜbertragungshebelTransmission lever
1717th: HebellagerLever bearing
1818th: ZugseilTraction rope
1919th: Seiltrommel Rope drum
2020th: LinearführungLinear guide
2121: DruckfederCompression spring
2222: Sensorsensor
2323: AuswerteeinheitEvaluation unit
2424th: FunkübertragerRadio transmitter
2525th: Batteriebattery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008026104 B4 [0005]

Claims

Retrofittable measuring system for determining wear of a brake lining (2) of a friction brake, comprising a sensor device (10) for detecting a position of a brake lining carrier (3) relative to another component of the friction brake, characterized in that the sensor device (10) is designed to to detect at least three different positions of the brake pad carrier (3) in a distinguishable manner.

Retrofittable measuring system Claim 1 , wherein the friction brake is a disc brake and the further component, relative to which the position of the brake lining carrier (3) is detected, is a brake caliper (1).

Retrofittable measuring system Claim 1 or 2nd , in which the sensor device (10) is designed to distinguishably detect a large number of different positions of the brake lining carrier (3).

Retrofittable measuring system Claim 3 , in which the sensor device (10) is designed to detect a position value for the brake lining carrier (3) in relation to the further component of the friction brake.

Retrofittable measuring system according to one of the Claims 1 to 4th , in which the sensor device (10) has a linearly displaceable sensing element (14), the displacement of which is detected and which bears against the brake lining carrier (3).

Retrofittable measuring system Claim 5 , in which the sensing element (14) is spring-loaded in order to bear against the brake lining carrier (3) with a pressing force.

Retrofittable measuring system Claim 5 or 6 , in which the sensing element (14) is straight or single or multiple angled or curved in order to extend from the position of the sensor device (10) to the brake pad carrier (3).

Retrofittable measuring system Claim 5 , in which the sensing element (14) comprises a traction cable (19) which is tensioned under spring force, a free end of the sensing element (14) being fastened to the brake pad carrier (3).

Retrofittable measuring system according to one of the Claims 1 to 8th , in which the sensor device (10) is fastened to the further component of the friction brake via a holding bracket (11).

Retrofittable measuring system according to one of the Claims 5 to 9 , wherein the sensor device (10) has a sensor (22) for detecting a position of the linearly displaceable sensing element (14).

Retrofittable measuring system Claim 10 , in which the sensor (22) works potentiometrically, capacitively, inductively, optically or via ultrasound.

Retrofittable measuring system according to one of the Claims 2 to 11 , in which the sensor device (10) is designed to detect a position of the brake caliper (1) relative to a brake carrier.

Retrofittable measuring system Claim 12 , in which the sensor device (10) has a further sensing element (15), the displacement of which is detected and which bears against the brake carrier.

Retrofittable measuring system according to one of the Claims 1 to 13 , in which the sensor device (10) outputs detected values and / or information calculated from them wirelessly.

Retrofittable measuring system Claim 14 , in which the sensor device (10) has a battery (25) for energy supply.