DE102021103068B4

DE102021103068B4 - Brake pad system and sensor unit

Info

Publication number: DE102021103068B4
Application number: DE102021103068.4A
Authority: DE
Inventors: Fred Keller; Tomas Tot; Jan Füser
Original assignee: Becorit GmbH
Current assignee: Becorit GmbH
Priority date: 2021-01-08
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2041-02-11
Also published as: DE102021103068A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Bremsbelagsystem (2) für eine Scheibenbremse eines Schienenfahrzeugs, mit einem Belaghalter (1) und mit wenigstens einem mit dem Belaghalter (1) verbundenen Bremsbelag (3), vorzugsweise mit zwei Bremsbelägen (3), und mit einer Sensoreinrichtung mit einer wenigstens einen Verschleißsensor aufweisenden Sensoreinheit (8) zur Bestimmung eines Verschleißzustandes des Bremsbelags (3).Shown and described is a brake pad system (2) for a disc brake of a rail vehicle, with a pad holder (1) and with at least one brake pad (3) connected to the pad holder (1), preferably with two brake pads (3), and with a sensor device with a sensor unit (8) having at least one wear sensor for determining a state of wear of the brake lining (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsbelagsystem für eine Scheibenbremse eines Schienenfahrzeugs, mit einem Belaghalter und mit wenigstens einem mit dem Belaghalter verbundenen Bremsbelag, vorzugsweise mit zwei mit dem Belaghalter verbundenen Bremsbelägen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoreinheit für ein Bremsbelagsystem für eine Scheibenbremse eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to a brake pad system for a disc brake of a rail vehicle, with a pad holder and with at least one brake pad connected to the pad holder, preferably with two brake pads connected to the pad holder. In addition, the present invention relates to a sensor unit for a brake pad system for a disc brake of a rail vehicle.

Bekannte Bremsbeläge oder Teile davon werden in Bremsbelagsystemen bekannter Bauart in Eisenbahnfahrzeugen in einen Belaghalter, zumeist mittels Schwalbenschwanzführung, eingeschoben. Die Bremsbeläge besitzen dann eine Reibflächengröße, deren wirksame Fläche im Einsatz nicht verändert werden kann. Mit unterschiedlichen Verschlusseinrichtungen ist es möglich, die Schwalbenschwanzführung sicher abzuschließen, sobald der Bremsbelag oder die Bremsbeläge in dieser Führung liegen. Darüber hinaus sind beispielsweise aus der DE 10 2012 012 876 A1 auch modulare Bremsbelagssysteme bekannt, mit an wenigstens einem Rückenteil gehaltenen Trägerblechen und mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Reibsegmente, wobei unterschiedliche Reibsegmente Reibflächen mit unterschiedlicher Geometrie und/oder mit unterschiedlicher Größe und/oder mit unterschiedlichem Reibwert und/oder unterschiedliche Reibmaterialien aufweisen und wobei bedarfsweise unterschiedliche Reibsegmente des Bremsbelagssystems an den Trägerblechen befestigbar sind.Known brake linings or parts thereof are inserted in brake lining systems of known design in railway vehicles into a lining holder, usually by means of a dovetail guide. The brake pads then have a friction surface size whose effective surface cannot be changed during use. With different closure devices, it is possible to securely close the dovetail guide as soon as the brake pad or brake pads are in this guide. In addition, for example, from the DE 10 2012 012 876 A1 modular brake pad systems are also known, with carrier plates held on at least one back part and with a plurality of different friction segments, with different friction segments having friction surfaces with different geometries and/or with different sizes and/or with different coefficients of friction and/or different friction materials and with different friction segments of the Brake lining system can be fastened to the carrier plates.

Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen kommt es zu hohen mechanischen Belastungen der Bremsbeläge, was zum Verschließ der Bremsbeläge einschließlich der Haltersysteme führt. Beim Bremsvorgang steigt die Temperatur der Bremsscheibe im Übrigen stark an, was den Verschleiß der Bremsbeläge fördert. Aufgrund von nicht optimalen Druck- und Geschwindigkeitsverteilungen über den Querschnitt der Bremsbeläge steigt der Verschleiß weiter an und kann auch sehr unregelmäßig über die Oberfläche der Bremsbeläge auftreten. Der Verschleiß an Bremsbelägen ist neben der Materialtemperatur und materialspezifischen Eigenschaften der Beläge insbesondere abhängig von der Geschwindigkeit, mit der sich die Bremsscheibe an den Reibflächen der Bremsbeläge vorbeibewegt, und von dem Anpressdruck der Reibflächen gegen die Bremsscheibe.When operating rail vehicles, the brake pads are subjected to high mechanical loads, which leads to wear of the brake pads, including the holder systems. Moreover, when braking, the temperature of the brake disc rises sharply, which promotes wear on the brake pads. Due to non-optimal pressure and speed distributions across the cross-section of the brake pads, wear continues to increase and can also occur very irregularly across the surface of the brake pads. In addition to the material temperature and material-specific properties of the pads, the wear on brake pads depends in particular on the speed at which the brake disc moves past the friction surfaces of the brake pads and on the contact pressure of the friction surfaces against the brake disc.

Zur Kontrolle des verschleißbedingten Abriebs an Bremsbelägen und zur Kontrolle von etwaigen verschleißbedingten Schäden am Bremsbelagsystem werden die Bremsbeläge und Belaghalter auf der Grundlage von Erfahrungswerten der Zugflotten nach Erreichen bestimmter Betriebsdauern und/oder nach Erreichen bestimmter gefahrener Betriebskilometer visuell vom Wartungspersonal begutachtet und auf Grundlage der Begutachtung werden Handlungsempfehlungen für einen Bremsbelagwechsel und/oder ggf. weitere Instandsetzungsmaßnahmen am Bremsbelagsystem getroffen. Die visuelle Begutachtung des Abriebs der Bremsbeläge und des Verschleißzustands des Bremsbelagsystems ist allerdings fehleranfällig und die Qualität der Begutachtung hängt ab vom Erfahrungswissen des Wartungspersonals. Es kann daher nicht ausgeschlossen werden, dass der Verschleißzustand von Bremsbelägen und Bremsbelagsystemen vom Wartungspersonal nicht richtig beurteilt wird mit der Folge, dass der Bremsbelagwechsel zu spät erfolgt. Dies kann sich negativ auf die Funktionssicherheit des Bremssystems auswirken und die Sicherheit im Schienenverkehr gefährden. Darüber hinaus kann es bei zu hohem Verschleiß der Bremsbeläge zu verschleißbedingten Schäden an weiteren Bauteilen des Bremsbelagsystems, insbesondere am Belaghalter, kommen.In order to check the wear-related wear on the brake pads and to check any wear-related damage to the brake pad system, the brake pads and pad holders are visually inspected by the maintenance staff on the basis of empirical values from the train fleets after they have reached a certain operating time and/or after they have driven a certain number of kilometers Recommendations for action for changing the brake pads and/or, if necessary, further repair measures on the brake pad system. However, the visual assessment of the abrasion of the brake pads and the state of wear of the brake pad system is error-prone and the quality of the assessment depends on the experience of the maintenance personnel. It can therefore not be ruled out that the wear and tear of brake pads and brake pad systems is not correctly assessed by maintenance personnel, with the result that the brake pads are changed too late. This can have a negative effect on the functional safety of the braking system and jeopardize safety in rail traffic. In addition, wear-related damage to other components of the brake pad system, in particular the pad holder, can occur if the brake pads are too worn.

Aus der DE 60 223 811 T2 ist eine Reibbelagzustandsmeldungsanordnung für ein Fahrzeugbremssystem bekannt, wobei das Fahrzeugbremssystem wenigstens einen Bremsklotz mit einem Reibbelag und einer Unterlage aufweist. Für jeden Bremsklotz ist eine Halterung vorgesehen, die eigerichtet ist, die Unterlage eines gehaltenen Bremsklotzes wirksam zu überlagern und in einer Klotzpassrille eine aufrechte Befestigung der Unterlage aufzunehmen. Die Reibbelagzustandsmeldungsanordnung weist eine Zustandsabtastvorrichtung mit einem Funktionsteil auf, der eingerichtet ist, in oder benachbart zu dem Reibbelag angeordnet zu werden. Darüber hinaus weist die Zustandsabtastvorrichtung eine Leiterbahn auf, die den Funktionsteil mit zumindest einem Leiteranschluss verbindet, der von außerhalb des Reibbelages zugänglich ist. Darüber hinaus ist eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die betreibbar ist, um Zustandssignale, die den Zustand der Zustandsabtastvorrichtung darstellen, bereitzustellen, und an eine von dem Reibbelag entfernte Verarbeitungseinrichtung zu signalisieren.From the DE 60 223 811 T2 a friction lining condition reporting arrangement for a vehicle brake system is known, the vehicle brake system having at least one brake pad with a friction lining and a pad. A support is provided for each brake pad which is adapted to effectively overlay the pad of a supported brake pad and to accommodate an upright attachment of the pad in a pad fitting groove. The friction lining status reporting arrangement has a status sensing device with a functional part that is set up to be arranged in or adjacent to the friction lining. In addition, the status sensing device has a conductor track that connects the functional part to at least one conductor connection that is accessible from outside the friction lining. In addition, coupling means are provided, operable to provide and signal to processing means remote from the friction lining, status signals representative of the status of the status sensing device.

Aus der DE 30 05 542 A1 ist eine Anzeigevorrichtung für Bremsbelagverschleiß an einer Bremsbacke einer Trommelbremse mit einem an der Bremsbacke angeordneten Fühler bekannt, der ein Anzeigegerät zu betätigen vermag, wenn die Dicke eines an eine Bremstrommel anlegbaren Bremsbelages an einer Plattform der Bremsbacke kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Der Fühler der Anzeigevorrichtung ist an der Bremsbacke mit einer Befestigungsvorrichtung angebracht, die in einer Vertiefung in einem Rand der Plattform angeordnet ist und ein Halteglied aufweist, das mit der Bremsbacke zusammenzuwirken vermag, um den Fühler in einer Arbeitsstellung nahe dem Bremsbelag zu halten.From the DE 30 05 542 A1 discloses a display device for brake lining wear on a brake shoe of a drum brake with a sensor arranged on the brake shoe, which is able to actuate a display device when the thickness of a brake lining that can be placed on a brake drum on a platform of the brake shoe is smaller than a predetermined value. The probe of the indicator is attached to the brake shoe by a fastener located in a recess in an edge of the platform and having a retaining member cooperable with the brake shoe to maintain the probe in an operative position near the brake pad.

Die DE 19 857 092 A1 offenbart eine Bremsbacke für den Einsatz in Schienenfahrzeugen und eine Vorrichtung zur Verschleißerfassung. Die Bremsbacke weist ein Belagmaterial und einen Belagträger auf, wobei der Belagträger wenigstens eine von einer Bremsbetätigungseinrichtung beaufschlagbare Belaghalterung aufweist, an welcher das Belagmaterial mittelbar befestigt ist. Es ist eine an der Belaghalterung befestigbare Einrichtung zur Verschleißerfassung vorgesehen, die wenigstens ein Geberelement umfasst. Das Geberelement ist im Bereich des Außenumfangs des Belagmaterials in einem Bereich zwischen der zum Belagmaterial hinweisenden Fläche der Belaghalterung und der von der Belaghalterung wegweisenden Stirnfläche des Belagmaterials angeordnet.the DE 19 857 092 A1 discloses a brake shoe for use in rail vehicles and a device for detecting wear. The brake shoe has a lining material and a lining carrier, the lining carrier having at least one lining holder that can be acted upon by a brake actuation device and to which the lining material is indirectly attached. A device for detecting wear, which can be fastened to the lining holder, is provided and comprises at least one transmitter element. The transmitter element is arranged in the area of the outer circumference of the lining material in an area between the surface of the lining holder pointing towards the lining material and the end face of the lining material pointing away from the lining holder.

Die EP 1 798 439 A1 offenbar ein Bremsbelagsystem mit einem Belaghalter und mit zwei mit dem Belaghalter verbundenen Bremsbelägen, wobei eine Sensoreinrichtung mit einer wenigstens einen Verschleißsensor aufweisenden Sensoreinheit zur Bestimmung eines Verschleißzustands des Bremsbelages vorgesehen ist. Die Sensoreinheit ist zwischen zwei Bremsbelägen angeordnet. Die Sensoreinheit weist einen Grundkörper auf, der C-förmig ausgebildet ist. Der Grundkörper weist seitliche Rippen auf, die in Schlitze der Bremsbeläge eingreifen und hierüber an den Bremsbelägen gehalten sind.the EP 1 798 439 A1 discloses a brake pad system with a pad holder and with two brake pads connected to the pad holder, a sensor device having a sensor unit having at least one wear sensor for determining a wear condition of the brake pad being provided. The sensor unit is arranged between two brake pads. The sensor unit has a base body which is C-shaped. The base body has lateral ribs that engage in slots in the brake pads and are held here on the brake pads.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bremsbelagsystem der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das kostengünstig und in konstruktiv einfacher Weise die Möglichkeit für eine insbesondere automatische und von einer visuellen Begutachtung unabhängige Bestimmung von Verschleißzuständen der eingesetzten Bremsbeläge zulässt. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur insbesondere automatischen Bestimmung eines Verschleißzustandes des Bremsbelags zu schaffen, die in einfacher Weise nachrüstbar und bei verschiedenen Bremsbelagsystemen universell einsetzbar ist. Im Übrigen soll eine hohe Sicherheit der Verschleißerkennung gewährleistet sein.The object of the present invention is to provide a brake pad system of the type mentioned at the outset that allows the possibility of determining wear states of the brake pads used, in particular automatically and independently of a visual assessment, in a cost-effective and structurally simple manner. In particular, it is the object of the present invention to create a possibility for, in particular, automatic determination of a state of wear of the brake lining, which can be retrofitted in a simple manner and can be universally used in various brake lining systems. In addition, a high level of reliability of wear detection should be ensured.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch ein Bremsbelagsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und und mit den Merkmalen von Anspruch 4 sowie durch eine Sensoreinheit für eine Sensoreinrichtung eines Bremsbelagsystems mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The aforementioned objects are achieved by a brake pad system having the features of claim 1 and having the features of claim 4 and by a sensor unit for a sensor device of a brake pad system having the features of claim 5. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben wird erfindungsgemäß ein Bremsbelagsystem für eine Scheibenbremse eines Schienenfahrzeugs mit einem Belaghalter und mit wenigstens einem mit dem Belaghalter verbundenen Bremsbelag, vorzugsweise mit zwei Bremsbelägen, vorgeschlagen, das eine Sensoreinrichtung mit einer wenigstens einen Verschleißsensor aufweisenden Sensoreinheit zur Bestimmung eines Verschleißzustandes, d.h. des Abnutzungsgrades bzw. Abriebs des Bremsbelages, aufweist. Es können auch mehrere Sensoreinheiten vorgesehen sein, um den Verschleiß an verschiedenen Stellen des Reibbelages zu erfassen. Der Verschleißsensor ist als Bauteil der Sensoreinrichtung ausgebildet und eingerichtet zur Bestimmung des Abriebzustands des Bremsbelages, vorzugsweise während des Betriebs der Scheibenbremse. Die Sensoreinrichtung weist im Übrigen eine mit der Sensoreinheit drahtlos oder drahtgebunden verbundene Auswerteeinheit auf, die zur Auswertung der Sensorsignale und zur Generierung wenigstens einer Verschleißwarnung und/oder zur Verschleißanzeige ausgebildet ist und entsprechende Anzeigemittel umfassen kann.In order to solve the above-mentioned tasks, a brake pad system for a disc brake of a rail vehicle is proposed according to the invention, with a pad holder and with at least one brake pad connected to the pad holder, preferably with two brake pads, which has a sensor device with a sensor unit having at least one wear sensor for determining a state of wear, i.e. the degree of wear or abrasion of the brake lining. Several sensor units can also be provided in order to detect the wear at different points on the friction lining. The wear sensor is designed as a component of the sensor device and set up to determine the state of wear of the brake pad, preferably during operation of the disc brake. The sensor device also has an evaluation unit connected wirelessly or by wire to the sensor unit, which is designed to evaluate the sensor signals and generate at least one wear warning and/or wear indicator and can include corresponding display means.

Der Begriff „Bremsbelagsystem“ im Sinne der Erfindung ist breit auszulegen und betrifft grundsätzlich beliebige Bremsbelagkonstruktionen, bei denen an einem Belaghalter wenigstens ein Bremsbelag befestigt und gehalten ist. Vorzugsweise betrifft die vorliegende Erfindung aber solche Bremsbelagkonstruktionen, bei denen der Bremsbelag oder die Bremsbeläge mit einem Schwalbenschwanz in einer entsprechenden Belagführung eines Bremsbelaghalters liegen.The term “brake pad system” within the meaning of the invention is to be interpreted broadly and basically relates to any brake pad constructions in which at least one brake pad is fastened and held on a pad holder. However, the present invention preferably relates to such brake pad constructions in which the brake pad or brake pads lie with a dovetail in a corresponding pad guide of a brake pad holder.

Die Bestimmung des Verschleißzustandes des Bremsbelags kann qualitativ oder quantitativ erfolgen. Bei der qualitativen Bestimmung wird das Ereignis des Erreiches eines bestimmten Abnutzungsgrades bzw. einer bestimmten Abriebstärke einer Reibmaterialschicht des Bremsbelags und/oder einer bestimmten Restbelagstärke des Bremsbelags detektiert. Bei der quantitativen Bestimmung kann der Betrag der Abriebstärke einer Reibmaterialschicht des Bremsbelags und/oder der Betrag der Restbelagstärke des Bremsbelags in [mm] bestimmt werden. Es ist eine diskontinuierliche oder auch eine kontinuierliche Verschleißbestimmung möglich.The state of wear of the brake lining can be determined qualitatively or quantitatively. In the qualitative determination, the event of reaching a certain degree of wear or a certain degree of abrasion of a friction material layer of the brake pad and/or a certain residual lining thickness of the brake pad is detected. In the case of the quantitative determination, the amount of abrasion of a friction material layer of the brake pad and/or the amount of the remaining pad thickness of the brake pad can be determined in [mm]. A discontinuous or also a continuous determination of wear is possible.

In die Sensoreinheit können mehrere Sensoren integriert sein, wobei ein erster Sensor zur Detektion eines ersten Verschleißzustands des Reibbelags vorgesehen sein kann, woraufhin bei Detektion des ersten Verschleißzustands eine erste Verschleißanzeige generiert wird. Ein zweiter Sensor ist zur Detektion eines zweiten, stärkeren Verschleißzustands vorgesehen, insbesondere vor Erreichen einer bestimmten Verschleißgrenze, woraufhin bei Detektion des zweiten Verschleißzustands eine zweite Verschleißanzeige generiert wird.Several sensors can be integrated into the sensor unit, wherein a first sensor can be provided for detecting a first state of wear of the friction lining, whereupon a first indication of wear is generated upon detection of the first state of wear. A second sensor is provided for detecting a second, more severe state of wear, in particular before a specific wear limit is reached, whereupon a second wear indicator is generated when the second state of wear is detected.

Der Verschleißsensor kann berührungslos arbeiten und als Nährungssensor oder (Über-)Temperatursensor ausgebildet sein. Sobald der Bremsbelag soweit abgerieben ist, dass der Abstand zwischen dem Sensor und der Bremsscheibe ausreichend gering ist und/oder die Sensortemperatur über einen vorgegebenen Grenzwert ansteigt, kann eine Verschleißwarnung generiert werden und/oder eine Verschleißanzeige vorgesehen sein.The wear sensor can work without contact and be designed as a proximity sensor or (over)temperature sensor. Once the brake If the lining has been worn down to such an extent that the distance between the sensor and the brake disk is sufficiently small and/or the sensor temperature rises above a predetermined limit value, a wear warning can be generated and/or a wear indicator can be provided.

Der Verschleißsensor kann auch als Kontaktsensor ausgebildet sein. Wenn der Sensor bei Erreichen eines bestimmten Abnutzungsgrades des Reibbelags die Bremsscheibe berührt und Massekontakt entsteht, wird eine Verschleißwarnung generiert. Schließlich kann die Sensoreinheit auch ein Verschleißelement umfassen, das einen Leiter beinhaltet, welcher ab einem gewissen Wert, vorzugsweise vor der Verschleißgrenze des Bremsbelags, durch die Bremsscheibe durchtrennt wird und somit eine Masseverbindung trennt, was dann eine Verschleißwarnung zur Folge hat.The wear sensor can also be designed as a contact sensor. If the sensor touches the brake disc when the friction lining has reached a certain degree of wear and there is ground contact, a wear warning is generated. Finally, the sensor unit can also include a wear element that contains a conductor that is severed by the brake disc above a certain value, preferably before the wear limit of the brake pad, and thus disconnects a ground connection, which then results in a wear warning.

Die Sensoreinheit und/oder deren Verschleißelement sind hitzebeständig jedenfalls bis zum Erreichen der Grenzwerte der Betriebstemperatur der Bremsbeläge und/oder der Scheibenbremse beim Bremsbetrieb. Es können metallische Werkstoffe oder bevorzugt Duroplaste eingesetzt werden. Ist in einem Verschleißelement eine Leiterschleife implementiert, ist diese ebenfalls temperaturbeständig bis zum Erreichen der maximalen Betriebstemperatur.The sensor unit and/or its wearing element are heat-resistant, at least until the limit values for the operating temperature of the brake pads and/or the disc brake are reached during braking. Metallic materials or, preferably, duroplastics can be used. If a conductor loop is implemented in a wearing element, this is also temperature-resistant until the maximum operating temperature is reached.

Nicht ausgeschlossen ist auch eine Ausführungsform, bei der eine Kabelschlaufe in das Reibmaterial des Bremsbelags eingelassen ist und Massekontakt entsteht, wenn der Draht bei Erreichen eines bestimmten Abnutzungsgrades des Bremsbelags die Bremsscheibe berührt, was dann eine Verschleißwarnung zur Folge hat. Auch eine Unterbrechung eines Massekontakts kann zur Verschleißmeldung führen.Also not excluded is an embodiment in which a cable loop is embedded in the friction material of the brake pad and ground contact occurs when the wire touches the brake disc when the brake pad has reached a certain degree of wear, which then results in a wear warning. An interruption of a ground contact can also lead to a wear message.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsbelagsystems wird die Sensoreinheit aber durch eine separate Baueinheit gebildet, insbesondere wobei die Sensoreinheit ein Nachrüstteil ist, das an die gängigen, genormten Geometrien von Belaghalter und von Bremsbelägen bekannter Bremsbelagkonstruktionen angepasst ist.In a particularly preferred embodiment of the brake pad system according to the invention, the sensor unit is formed by a separate structural unit, in particular the sensor unit being a retrofit part that is adapted to the current, standardized geometries of pad holders and brake pads of known brake pad constructions.

Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit als separate Baueinheit an einen Belaghalter angepasst, der die Norm DIN EN 16451 :2015-09 erfüllt und/oder angepasst an einen Bremsbelag, der die Norm DIN EN 15328:2020-10 oder die Norm UIC 541-3, 8. Ausgabe als Vorlage für die vorgenannte Norm, erfüllt.The sensor unit is particularly preferably adapted as a separate structural unit to a pad holder that meets the standard DIN EN 16451:2015-09 and/or is adapted to a brake pad that meets the standard DIN EN 15328:2020-10 or the standard UIC 541-3, 8th edition as a template for the aforementioned standard, fulfilled.

Durch die Ausbildung der Sensoreinheit als separates Bauteil sind eine wenig aufwändige Montage der Sensoreinheit am montieren Bremsbelagsystem und ein Auswechseln der Sensoreinheit bei geringem Aufwand möglich, insbesondere wobei ein Auswechseln der Sensoreinheit zusammen mit den Reibbelägen erfolgen kann.The design of the sensor unit as a separate component means that the sensor unit can be installed on the installed brake lining system with little effort and the sensor unit can be replaced with little effort, in particular with the sensor unit being able to be replaced together with the friction linings.

An die Geometrien gängiger Bremsbelagkonstruktionen angepasst, lässt sich die Sensoreinheit auch bei bestehenden Bremsbelagsystemen bei geringem Aufwand nachrüsten, ohne hierzu die Konstruktion des Bremsbelagsystems, d.h. die Konstruktion von Belaghalter und Reibbelägen, modifizieren zu müssen. Insbesondere sind keine zusätzlichen Bohrungen oder die Festigkeit des Belaghalters beeinträchtigende Veränderungen an der Konstruktion des Belaghalters erforderlich, um die Sensoreinheit nachzurüsten. Das Nachrüsten bestehender Bremsbelagsysteme mit der Sensoreinheit erfordert daher nicht zwingend eine Zulassung durch die jeweiligen nationalen Genehmigungsbehörden.Adapted to the geometries of common brake pad designs, the sensor unit can also be retrofitted to existing brake pad systems with little effort, without having to modify the design of the brake pad system, i.e. the design of the pad holder and friction linings. In particular, no additional bores or changes to the construction of the pad holder that would impair the strength of the pad holder are required in order to retrofit the sensor unit. Retrofitting existing brake pad systems with the sensor unit therefore does not necessarily require approval from the respective national approval authorities.

Besonders bevorzugt ist die Sensoreinheit zerstörungsfrei lösbar mit dem Bremsbelaghalter verbunden. Die Sensoreinheit kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Belaghalter gehalten und/oder befestigt sein. Um eine sichere Halterung der Sensoreinheit an dem Belaghalter beim Bremsbetrieb zu gewährleisten, kann die Verbindung zwischen der Sensoreinheit und dem Belaghalter federbelastet sein. Aber auch ein Verschrauben oder Vernieten der Sensoreinheit am und/oder mit dem Belaghalter ist nicht ausgeschlossen. Nicht ausgeschlossen ist aber auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Verkleben.The sensor unit is particularly preferably connected to the brake pad holder so that it can be detached in a non-destructive manner. The sensor unit can be held and/or fastened to the pad holder in a positive and/or non-positive manner. In order to ensure that the sensor unit is held securely on the pad holder during braking, the connection between the sensor unit and the pad holder can be spring-loaded. However, screwing or riveting the sensor unit to and/or with the pad holder is also possible. However, a cohesive connection, for example by gluing, is also not excluded.

Insbesondere lässt sich die Sensoreinheit in eine Vertiefung, Öffnung oder einen Hohlraum in und/oder an dem Belaghalter einsetzen, einstecken und/oder einschieben und dann mittels eines geeigneten Befestigungsmittels am Belaghalter festsetzen.In particular, the sensor unit can be inserted, inserted and/or pushed into a recess, opening or cavity in and/or on the pad holder and then fixed on the pad holder by means of a suitable fastening means.

Die Sensoreinheit ist zumindest abschnittsweise, vorzugsweise zum größten Teil, in einem im Montagezustand zwischen dem Bremsbelag und dem Bremsbelaghalter gebildeten Freiraum angeordnet. Die Abmessungen und die Geometrie des Freiraums ist vorgegeben durch die Konstruktion von Bremsbelag und Belaghalter im miteinander verbundenen Zustand (Montagezustand) der Bauteile. Die Sensoreinheit fügt sich somit zumindest abschnittsweise als integrale Baueinheit in die Konstruktion des erfindungsgemäßen Bremsbelagsystems ein. Damit lässt sich die Sensoreinheit in einfacher Weise auch bei bestehenden Bremsbelagsystemen in die Systemkonstruktion integrieren und bildet dann eine integrale Baueinheit zwischen dem Bremsbelag und dem Bremsbelaghalter. Durch die Anordnung in dem Freiraum ist die Sensoreinheit darüber hinaus sicher an dem Bremsbelagsystem gehalten und im rauen Bremsbetrieb weitgehend geschützt.The sensor unit is arranged at least in sections, preferably for the most part, in a free space formed between the brake pad and the brake pad holder in the assembled state. The dimensions and the geometry of the free space are predetermined by the construction of the brake pad and pad holder in the connected state (assembled state) of the components. The sensor unit thus fits into the construction of the brake pad system according to the invention, at least in sections, as an integral structural unit. The sensor unit can thus be easily integrated into the system design even in existing brake pad systems and then forms an integral structural unit between the brake pad and the brake pad holder. Due to the arrangement in the free space, the sensor unit is also securely attached to the brake pad system and largely protected in rough braking.

Besonders bevorzugt lässt sich die Sensoreinheit zumindest abschnittsweise von außen, vorzugsweise von vorne bzw. auf der Seite eines Verschlussriegels des Belaghalters, oder auch seitlich, in einen zwischen dem Bremsbelag und dem Belaghalter gebildeten Freiraum einsetzen, einschieben oder einstecken.Particularly preferably, the sensor unit can be inserted, pushed or inserted at least in sections from the outside, preferably from the front or on the side of a locking bar of the pad holder, or also laterally, into a free space formed between the brake pad and the pad holder.

In diesem Zusammenhang weist die Sensoreinheit einen Grundkörper auf, der als Formkörper ausgebildet ist und dessen Geometrie und Abmessungen an die Geometrie und Abmessungen des Freiraums angepasst ist. Der Grundkörper wird dann als integrale Baueinheit zwischen dem Bremsbelag und dem Bremsbelaghalter wahrgenommen und stützt sich auf dem Belaghalter nach unten ab. Weiter insbesondere steht der Grundkörper nicht nach außen über den Bremsbelag und/oder den Belaghalter über, so dass der Grundkörper sicher zwischen dem Bremsbelag und dem Belaghalter angeordnet und gegen Beschädigungen geschützt ist. Der Grundkörper ist insbesondere von außen, vorzugsweise von vorne bzw. auf der Seite eines Verschlussriegels des Belaghalters, in den Freiraum einbringbar.In this context, the sensor unit has a base body which is designed as a molded body and whose geometry and dimensions are adapted to the geometry and dimensions of the free space. The base body is then perceived as an integral structural unit between the brake pad and the brake pad holder and is supported downwards on the pad holder. In particular, the base body does not protrude outward beyond the brake pad and/or the pad holder, so that the base body is securely arranged between the brake pad and the pad holder and is protected against damage. The base body can be introduced into the free space in particular from the outside, preferably from the front or on the side of a locking bar of the pad holder.

Die Sensoreinheit weist einen Grundkörper auf, der im Montagezustand unterhalb des Bremsbelags angeordnet ist und im Montagezustand in eine Belagführung des Belaghalters eingebracht ist, vorzugsweise von vorne über die Einschuböffnung der Belagführung. Am Belaghalter kann eine Schwalbenschwanzgeometrie zur Führung des Bremsbelags am Belaghalter vorgesehen sein. Der Grundkörper der Sensoreinheit kann sich dann von vorne in die Einschuböffnung in den zwischen der Oberseite des Belaghalters im Bereich der Belagführung und der angrenzenden Unterseite des Bremsbelags gebildeten Freiraum einbringen lassen.The sensor unit has a base body, which is arranged below the brake pad in the mounted state and is inserted in a pad guide of the pad holder in the mounted state, preferably from the front via the insertion opening of the pad guide. A dovetail geometry for guiding the brake pad on the pad holder can be provided on the pad holder. The base body of the sensor unit can then be introduced from the front into the insertion opening in the free space formed between the upper side of the pad holder in the area of the pad guide and the adjoining underside of the brake pad.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Bremsbelagsystem, bei dem wenigstens ein Bremsbelag, vorzugsweise zwei Bremsbeläge, mit einem Schwalbenschwanz in einer entsprechenden Belagführung des Belaghalters liegen und die Belagführung mit einem ein- oder zweiseitigen Riegel verschließbar ist. Der Grundkörper der Sensoreinheit kann dann riegelseitig in die Öffnung der Belagführung eingebracht sein und ist, weiter vorzugsweise, dem Riegel im Montage- bzw. Befestigungszustand vorgelagert. Der Grundkörper kann eine Anschlagkante oder einen Vorsprung aufweisen, die bzw. der bei Erreichen des Montagezustands der Sensoreinheit gegen den Belaghalter anschlägt und die Montagestellung festlegt.The invention relates in particular to a brake pad system in which at least one brake pad, preferably two brake pads, lie with a dovetail in a corresponding pad guide of the pad holder and the pad guide can be closed with a one-sided or two-sided bolt. The base body of the sensor unit can then be introduced into the opening of the covering guide on the bolt side and is, more preferably, positioned in front of the bolt in the assembled or fastened state. The base body can have a stop edge or a projection which, when the sensor unit is in the mounted state, strikes the pad holder and fixes the mounting position.

Vorzugsweise besteht der Grundkörper aus einem duroplastischen Kunststoff, der vorzugsweise nicht elektrisch leitend ist und der wärmebeständig ist, zumindest bis zum Erreichen der maximalen Betriebstemperatur des Bremsbelagsystems und/oder der Scheibenbremse.The base body preferably consists of a duroplastic plastic which is preferably not electrically conductive and which is heat-resistant, at least until the maximum operating temperature of the brake pad system and/or the disc brake is reached.

Zur Aufnahme wenigstens eines Verschleißsensors weist der Grundkörper wenigstens einen Sensorabschnitt auf, wobei der Grundkörper mit dem Sensorabschnitt vorzugsweise einstückig ausgebildet ist und aus einem Werkstoff besteht, der bis zur maximalen Betriebstemperatur des Bremsbelagsystems bzw. der Bremsscheibe hitzebeständig ist. Es können auch mehrere voneinander beabstandete Sensorabschnitte am Grundkörper ausgebildet sein, beispielsweise auf gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers.To accommodate at least one wear sensor, the base body has at least one sensor section, the base body preferably being formed in one piece with the sensor section and consisting of a material that is heat-resistant up to the maximum operating temperature of the brake pad system or the brake disc. A plurality of sensor sections spaced apart from one another can also be formed on the base body, for example on the opposite side of the base body.

Der Sensorabschnitt ist vorzugsweise am Außenrand des Grundkörpers angeordnet und befindet sich im Montagezustand außerhalb des zwischen dem Bremsbelag und dem Belaghalter gebildeten Freiraums undseitlich neben dem Bremsbelag. Insbesondere ist der Sensorabschnitt nach oben nicht durch den Bremsbelag überdeckt, so dass die eingangs beschriebenen Möglichkeiten zur Detektion von Verschleißzuständen des Bremsbelags unter Verwendung von Kontakt-, Näherungs- oder Temperatursensoren realisierbar ist.The sensor section is preferably arranged on the outer edge of the base body and is located outside of the free space formed between the brake pad and the pad holder and laterally next to the brake pad in the installed state. In particular, the sensor section is not covered at the top by the brake pad, so that the options described above for detecting wear states of the brake pad can be implemented using contact, proximity or temperature sensors.

Bei seitlicher Anordnung des Verschleißsensors neben dem Bremsbelag ist eine Links-Rechts-Ausführung der Sensoreinheit möglich, bei der der Sensorabschnitt links oder rechts am Grundkörper der Sensoreinheit vorgesehen ist.If the wear sensor is arranged on the side next to the brake pad, a left-right design of the sensor unit is possible, in which the sensor section is provided on the left or right of the base body of the sensor unit.

Die Außenflächen an der Oberseite und der Unterseite des Grundkörpers definieren vorzugsweise eine obere Montageebene und eine untere Montageebene der Sensoreinheit, wobei der Grundkörper zwischen den Montageebenen eine maximale Dicke erreicht, die es ermöglicht, den Grundköper in eine Freiraum zwischen Belaghalter und Bremsbelag zu integrieren. Der Sensorabschnitt kann dann über die obere Montageebene des Grundkörpers nach oben überstehen bzw. wird gebildet durch einen vorzugsweise blockförmigen Vorsprung, der wenigstens eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Verschleißsensors aufweist.The outer surfaces on the top and bottom of the base body preferably define an upper mounting level and a lower mounting level of the sensor unit, with the base body reaching a maximum thickness between the mounting levels that allows the base body to be integrated into a free space between pad holder and brake pad. The sensor section can then protrude upwards beyond the upper mounting level of the base body or is formed by a preferably block-shaped projection which has at least one receiving opening for receiving a wear sensor.

Vorzugsweise weist der Sensorabschnitt wenigstens zwei Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von zwei Verschleißsensoren auf, wobei sich die Aufnahmeöffnungen unterschiedlich weit nach oben erstrecken können, so dass die Sensoren im Montagezustand auf unterschiedlicher Höhe bzw. unterschiedlich weit von der Bremsscheibe beabstandet angeordnet sind. Wenn der Belagverschleiß eine erste Abriebstärke des Reibmaterials erreicht hat bzw. die Belagstärke einen ersten Grenzwert, kann dieser erste Verschleißzustand von dem ersten, höher angeordneten Sensor detektiert werden, was in Folge die Generierung einer ersten Verschleißwarnung bzw. einer ersten Verschließanzeige auslöst. Hiermit kann beispielsweise auf einen in Kürze erforderlichen Belagwechsel hingewiesen werden. Nimmt der Verschleiß weiter zu und erreicht der Belagverschleiß eine zweite Abriebstärke des Reibmaterials bzw. wird eine festgelegte Mindeststärke des Bremsbelags erreicht, kann dieser zweite Verschleißzustand von dem zweiten, tiefer angeordneten Sensor detektiert werden und es wird eine Verschleißwarnung bzw. eine Verschleißanzeige generiert, die auf einen dringend erforderlichen Belagwechsel hinweist.The sensor section preferably has at least two receiving openings for receiving two wear sensors, it being possible for the receiving openings to extend upwards at different distances, so that the sensors are arranged at different heights or at different distances from the brake disk in the assembled state. When the pad wear has reached a first abrasion level of the friction material or the lining thickness reaches a first limit value, this first state of wear can be detected by the first sensor arranged higher, which consequently triggers the generation of a first wear warning or a first wear indicator. This can be used, for example, to indicate that the pads will soon need to be changed. If the wear continues to increase and the lining wear reaches a second abrasion level of the friction material or if a specified minimum thickness of the brake lining is reached, this second state of wear can be detected by the second, lower-mounted sensor and a wear warning or a wear display is generated, which indicates that the pads need to be changed urgently.

Der Grundkörper mit dem Sensorabschnitt kann im Übrigen vollständig durch den Belaghalter unterbaut sein. Seitlich oder nach vorne steht der Sensorabschnitt dabei vorzugsweise nicht über den Belaghalter über. Damit ist der Sensorabschnitt der Sensoreinheit gegen äußere Beschädigungen weitestmöglich geschützt.The base body with the sensor section can also be completely supported by the pad holder. The sensor section preferably does not protrude beyond the pad holder laterally or to the front. The sensor section of the sensor unit is thus protected as far as possible against external damage.

Eine Kontaktierung des Sensors bzw. der Sensoren mit der Auswerteeinheit kann drahtgebunden über elektrische Leitungen erfolgen, die vorzugsweise auf der Unterseite des Sensorabschnitts austreten und zur Auswerteeinheit geführt sein können. Im Bereich des Sensorabschnitts kann der Grundkörper an seiner Unterseite eine Vertiefung aufweisen, so dass zwischen dem Sensorabschnitt und der unteren Montageebene des Grundkörpers ein Freiraum gebildet wird, über den ein Leitungsaustritt aus dem Sensorabschnitt und die Leitungsführung zur Auswerteeinheit in einfacher Weise möglich sind.The sensor or sensors can be contacted with the evaluation unit using wired electrical lines, which preferably emerge on the underside of the sensor section and can be routed to the evaluation unit. In the area of the sensor section, the base body can have an indentation on its underside, so that a free space is formed between the sensor section and the lower mounting level of the base body, via which a cable exit from the sensor section and the cable routing to the evaluation unit are easily possible.

Die Geometrie des Grundkörpers im Bereich des Sensorabschnitts kann ebenfalls an die geometrischen Bedingungen angepasst sein, die durch die relative Anordnung von Belaghalter und Bremsbelag zueinander vorgegeben ist. Insbesondere kann der Sensorabschnitt eine Abschrägung oder Fase auf der Seite des Bremsbelags aufweisen, so dass der Bremsbelag im Montagezustand vom Sensorabschnitt beabstandet ist.The geometry of the base body in the area of the sensor section can also be adapted to the geometric conditions that are predetermined by the relative arrangement of pad holder and brake pad to one another. In particular, the sensor section can have a bevel or chamfer on the side of the brake pad, so that the brake pad is spaced apart from the sensor section in the mounted state.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit zwischen zwei Bremsbelägen vorzugsweise in einem mittleren Bereich des Belaghalters angeordnet ist. Der Sensorabschnitt des Grundkörpers mit dem wenigstens einen Verschleißsensor erstreckt sich dann vertikal nach oben zwischen den benachbarten Bremsbelägen. Der Grundkörper sitzt fest im Grund des Bremsbelages, nämlich in der Belagführung. Um eine Anordnung der Sensoreinheit zwischen benachbarten Bremsbelägen zu ermöglichen, können diese auch eingekürzt sein und eine gegenüber der Länge der Bremsbeläge bei gängigen Bremsbalgkonstruktionen verringerte Erstreckung in Längsrichtung aufweisen. Der Sensorabschnitt steht dabei vorzugsweise seitlich nicht über die Bremsbeläge über.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that the sensor unit is arranged between two brake pads, preferably in a central area of the pad holder. The sensor section of the base body with the at least one wear sensor then extends vertically upwards between the adjacent brake pads. The base body sits firmly in the base of the brake pad, namely in the pad guide. In order to enable the sensor unit to be arranged between adjacent brake pads, these can also be shortened and have a reduced extent in the longitudinal direction compared to the length of the brake pads in conventional brake bellows designs. The sensor section preferably does not protrude laterally beyond the brake pads.

Bei der Montage wird dann ein erster Bremsbelag über die Einschuböffnung der Belagführung mit seinem Schwalbenschwanz in die Belagführung eingeschoben. Wenn dieser erste Bremsbelag seine Endstellung erreicht hat, wird die Sensoreinheit über die Einschuböffnung der Belagführung in die Belagführung eingeschoben, bis der Sensorabschnitt gegen die Stirnseite des bereits eingeschobenen Bremsbelags anschlägt. Nachfolgend wird der zweite Bremsbelag mit seinem Schwalbenschwanz in die Belagführung eingeschoben, bis auch dieser Bremsbelag stirnseitig gegen den Sensorabschnitt anliegt. Nachfolgend wird die Führung mit einem Riegel verschlossen. Damit ist die Sensoreinheit sicher zwischen den Bremsbelägen gehalten und gegenüber Beschädigungen von außen geschützt. Die Anordnung der Sensoreinheit zwischen zwei an dem Belaghalter festgesetzten Bremsbelägen kann insbesondere bei Sonderfahrzeugen von Vorteil sein.During assembly, a first brake pad is then pushed into the pad guide with its dovetail via the insertion opening of the pad guide. When this first brake pad has reached its end position, the sensor unit is pushed into the pad guide via the insertion opening of the pad guide until the sensor section strikes the end face of the brake pad that has already been pushed in. The dovetail of the second brake pad is then pushed into the pad guide until this brake pad also rests against the sensor section on the face side. The guide is then closed with a bolt. The sensor unit is thus held securely between the brake pads and protected against external damage. The arrangement of the sensor unit between two brake pads fastened to the pad holder can be advantageous in particular in the case of special vehicles.

Die Signalübertragung des Sensors kann drahtgebunden oder auch drahtlos über Funk erfolgen. Es kann auch ein Transponder für eine Signalübertragung über Funk vorgesehen sein.The signal transmission of the sensor can be wired or wireless via radio. A transponder for signal transmission via radio can also be provided.

Der Sensorabschnitt des Grundkörpers der Sensoreinheit kann als Verschleißelement vorgesehen sein. In dem Sensorabschnitt kann dann ein elektrischer Leiter vorgesehen sein, welcher bei Erreichen einer bestimmten Belagstärke durch die Bremsscheibe durchtrennt wird und somit eine Masseverbindung trennt, was dann eine Verschleißwarnung zur Folge hat. In dem Sensorabschnitt kann auch ein Transponder vorgesehen sein, der bei Erreichen einer bestimmten Belagsstärke zerstört wird, so dass eine Signalübertragung endet, was eine Verschleißwarnung zur Folge hat. Auch ist es möglich, dass in den Sensorabschnitt ein Leiter integriert ist, der bei Erreichen eines bestimmten Abnutzungsgrades des Belages die Bremsscheibe berührt, so dass Massekontakt entsteht, was dann wiederum eine Verschleißwarnung zur Folge hat. Besteht der Sensorabschnitt oder der Grundkörper der Sensoreinheit insgesamt aus einem elektrisch leitfähigen Material, kann auch ein Massekontakt bei Erreichen eines bestimmten Abnutzungsgrades des Reibbelages entstehen, wenn die Bremsscheibe den Sensorabschnitt berührt.The sensor section of the main body of the sensor unit can be provided as a wearing element. An electrical conductor can then be provided in the sensor section, which is severed by the brake disc when a specific lining thickness is reached, thus separating a ground connection, which then results in a wear warning. A transponder can also be provided in the sensor section, which is destroyed when a specific coating thickness is reached, so that signal transmission ends, which results in a wear warning. It is also possible for a conductor to be integrated into the sensor section, which conductor touches the brake disk when the lining reaches a certain degree of wear, so that ground contact occurs, which in turn results in a wear warning. If the sensor section or the base body of the sensor unit consists entirely of an electrically conductive material, ground contact can also occur when the friction lining reaches a certain degree of wear when the brake disc touches the sensor section.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 eine perspektivische Ansicht eines Belaghalters eines erfindungsgemäßen Bremsbelagssystems in einer Ansicht schräg von oben,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bremsbelagssystems in einem Teilmontagezustand, wenn ein Bremsbelag an dem Belaghalter aus 1 festgesetzt ist,
3 eine perspektivische Teilansicht der Riegelseite eines erfindungsgemäßen Bremsbelagsystems mit einer zwischen dem Belaghalter und einem vorderen Bremsbelag angeordneten Sensoreinheit mit Blickrichtung von vorne,
4 eine Teilansicht der Riegelseite des in 3 gezeigten Bremsbelagsystems mit Blickrichtung von der Seite,
5 eine Teilansicht der Riegelseite des in 3 gezeigten Bremsbelagsystems mit Blickrichtung von oben,
6 eine perspektivische Ansicht einer möglichen Ausführungsform einer Sensoreinheit für ein erfindungsgemäßes Bremsbelagsystem schräg von oben,
7 eine perspektivische Teilansicht der Sensoreinheit aus 6 schräg von unten,
8 die Sensoreinheit aus 6 bei leitungsgebundener Signalübertragung zwischen der Sensoreinheit und einer Auswerteeinheit,
9 die Sensoreinheit aus 6 bei drahtloser Signalübertragung zwischen der Sensoreinheit und einer Auswerteeinheit,
10 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsbelagsystems, bei der eine Sensoreinheit zwischen zwei an einem Belaghalter montierten Reibbelägen angeordnet ist, in einer perspektivischen Ansicht von oben im Teilmontagezustand des Bremsbelagsystems und
11 die Ausführungsform des Bremsbelagsystems aus 10 in einer perspektivischen Ansicht von oben im fertig montierten Zustand des Bremsbelagsystems.

The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the attached drawing. Show in the drawing

1 a perspective view of a pad holder of a brake pad system according to the invention in a view diagonally from above,
2 a perspective view of a brake pad system according to the invention in a partially assembled state when a brake pad on the pad holder 1 is fixed
3 a perspective partial view of the latch side of a brake pad system according to the invention with a sensor unit arranged between the pad holder and a front brake pad, viewed from the front,
4 a partial view of the latch side of the in 3 brake pad system shown viewed from the side,
5 a partial view of the latch side of the in 3 brake pad system shown viewed from above,
6 a perspective view of a possible embodiment of a sensor unit for a brake pad system according to the invention at an angle from above,
7 a perspective partial view of the sensor unit 6 diagonally from below,
8th the sensor unit off 6 in the case of wired signal transmission between the sensor unit and an evaluation unit,
9 the sensor unit off 6 in the case of wireless signal transmission between the sensor unit and an evaluation unit,
10 another embodiment of a brake pad system according to the invention, in which a sensor unit is arranged between two friction pads mounted on a pad holder, in a perspective view from above in the partially assembled state of the brake pad system and
11 the embodiment of the brake pad system 10 in a perspective view from above in the fully assembled state of the brake pad system.

In 1 ist ein Belaghalter 1 eines in 2 in einem teilmontierten Zustand gezeigten Bremsbelagssystems 2 gezeigt. Das Bremsbelagsystem 2 ist zur Befestigung von zwei Bremsbelägen 3 am Belaghalter 1 ausgebildet. Die Bremsbeläge 3 weisen Schwalbenschwanzgeometrien an der Unterseite auf und werden jeweils mit einem Schwalbenschwanz über eine Einschuböffnung 4 des Belaghalters 1 auf der Riegelseite 5 des Bremsbelagssystems 2 in eine Belagführung 6 des Belaghalters 1 eingeschoben. Wenn beide Bremsbeläge 3 die jeweilige Montagestellung erreicht haben, wird die Belagführung 6 mit einem Riegel 7 in an sich bekannter Weise verschlossen. Ein entsprechender Riegelverschluss ist beispielsweise in der DE 35 43 457 A1 und in der DE 42 27 725 A1 beschrieben.In 1 is a pad retainer 1 one in 2 Brake pad system 2 shown in a partially assembled state. The brake pad system 2 is designed to attach two brake pads 3 to the pad holder 1 . The brake pads 3 have dovetail geometries on the underside and are each inserted with a dovetail via an insertion opening 4 of the pad holder 1 on the latch side 5 of the brake pad system 2 into a pad guide 6 of the pad holder 1 . When both brake pads 3 have reached the respective assembly position, the pad guide 6 is closed with a bolt 7 in a manner known per se. A corresponding bolt closure is, for example, in DE 35 43 457 A1 and in the DE 42 27 725 A1 described.

In 3 ist das Bremsbelagsystem 2 in einem montierten Zustand von Belaghalter 1 und Bremsbelägen 3 mit Blickrichtung auf die Riegelseite 5 des Bremsbelagsystems 2 gezeigt. Wie sich aus 3 ergibt, ist eine Sensoreinheit 8 zumindest abschnittsweise in einen im Montagezustand des Bremsbelagsystems 2 zwischen dem Belaghalter 1 und dem riegelseitigen Bremsbelag 3 gebildeten Freiraum angeordnet. 4 zeigt die Riegelseite 5 des Bremsbelagssystems 2 von der Seite und 5 zeigt die Riegelseite 5 des Bremsbelagssystems 2 von oben vor der Montage des Bremsbelags 3 an dem Belaghalter 1.In 3 the brake pad system 2 is shown in a mounted state of pad holder 1 and brake pads 3 looking towards the locking side 5 of the brake pad system 2 . How out 3 results, a sensor unit 8 is arranged at least in sections in a free space formed in the installed state of the brake pad system 2 between the pad holder 1 and the latch-side brake pad 3 . 4 shows the latch side 5 of the brake pad system 2 from the side and 5 shows the latch side 5 of the brake pad system 2 from above before the brake pad 3 is installed on the pad holder 1.

Die Sensoreinheit 8 ist mit einer in den 8 und 9 schematisch gezeigten Auswerteeinheit 16 verbunden, wobei die Sensoreinheit 8 wenigstens einen Kontakt-, Näherungs- oder Temperatursensor aufweist bzw. als solcher ausgebildet ist zur Bestimmung wenigstens eines Verschleißzustandes des Bremsbelags 3. Die Auswerteeinheit 16 ist eingerichtet und ausgebildet zur Auswertung der Sensorsignale und zur Generierung einer Verschleißwarnung und/oder einer Verschleißanzeige. Eine Sensoreinrichtung kann entsprechende Anzeigeeinrichtungen, wie Kontrollleuchten oder dergleichen, umfassen. Die Auswerteeinheit 16 und etwaige Anzeigeeinrichtungen sind beabstandet von dem Belaghalter 1 und den Bremsbelägen 3 angeordnet.The sensor unit 8 is in the 8th and 9 is connected to the evaluation unit 16 shown schematically, with the sensor unit 8 having at least one contact, proximity or temperature sensor or being designed as such for determining at least one state of wear of the brake lining 3. The evaluation unit 16 is set up and designed to evaluate the sensor signals and to generate a Wear warning and/or a wear indicator. A sensor device can include corresponding display devices, such as indicator lights or the like. The evaluation unit 16 and any display devices are arranged at a distance from the pad holder 1 and the brake pads 3 .

Insbesondere handelt es sich bei der Sensoreinheit 8 um eine separate Baueinheit, weiter insbesondere um ein Nachrüstteil, das in Bezug auf Geometrie und Abmessungen an die Systemkonstruktion des Bremsbelagssystems 2 angepasst ist, insbesondere an die Geometrie und die Abmessungen des zwischen dem Belaghalter 1 und dem Reibbelag 3 auf der Riegelseite 5 des Bremsbelagssystems 2 gebildeten Freiraums, der zur Aufnahme der Sensoreinheit 8 genutzt wird. Die Sensoreinheit 8 wird bei der gezeigten Ausführungsform riegelseitig über die Einschuböffnung 4 in die Belagführung 6 des Belaghalters 1 eingeschoben, wobei die Sensoreinheit 8 innenseitig gegen den Riegel 7 zur Anlage kommen kann, aber nicht zwingend. Über eine nicht dargestellte Feder wird die Sensoreinheit 8 dann am Belaghalter 1 festgeklemmt. Die Sensoreinheit 8 ist damit dem Riegel 7 vorgelagert und stützt sich auf der Belagführung 6 des Belaghalters 1 ab. An der Außenseite der Sensoreinheit 8 ist eine Anschlagkante 9 ausgebildet, die im Montagezustand der Sensoreinheit 8 von außen gegen eine Außenfläche 10 des Belaghalters 1 anliegt und eine Montageposition der Sensoreinheit 8 festlegt.In particular, the sensor unit 8 is a separate structural unit, more particularly a retrofit part that is adapted to the system construction of the brake pad system 2 in terms of geometry and dimensions, in particular to the geometry and dimensions of the space between the pad holder 1 and the friction lining 3 on the bolt side 5 of the brake pad system 2 formed free space, which is used to accommodate the sensor unit 8. In the embodiment shown, the sensor unit 8 is inserted on the latch side via the insertion opening 4 into the pad guide 6 of the pad holder 1, with the sensor unit 8 being able to come into contact with the latch 7 on the inside, but not necessarily. The sensor unit 8 is then clamped to the pad holder 1 by a spring (not shown). The sensor unit 8 is thus positioned in front of the bolt 7 and is supported on the lining guide 6 of the lining holder 1 . A stop edge 9 is formed on the outside of the sensor unit 8 , which in the installed state of the sensor unit 8 bears against an outer surface 10 of the pad holder 1 from the outside and defines an installation position of the sensor unit 8 .

Wie sich insbesondere aus den 6 und 7 ergibt, weist die Sensoreinheit 8 einen Grundkörper 11 auf, dessen Geometrie und Abmessungen an die Geometrie und Abmessungen des zwischen dem Belaghalter 1 und dem riegelseitigen Bremsbelag 3 im Montagezustand des Bremsbelagssystems 2 gebildeten Freiraums angepasst ist. Dies betrifft insbesondere die Länge L und die Dicke D des Grundkörpers 11 bezogen auf eine obere Montageebene Y1 und eine untere Montageebene Y2 des Grundkörpers 11. Die obere Montageebene Y1 wird festgelegt durch die randseitigen Außenflächen 12 an der Oberseite des Grundkörpers 11 und die untere Montageebene Y2 durch die Außenfläche 13 an der Unterseite des Grundkörpers 11. Die Dicke D des Grundkörpers 11 ist so gewählt, dass sich dieser im Bereich der Belagführung 6 zwischen dem Belaghalter 1 und dem Reibbelag 3 einschieben lässt. Die Länge L des Grundkörpers 11 ist kleiner als die Öffnungsweite der Belagführung 6 des Belaghalters 1.As can be seen in particular from the 6 and 7 results, the sensor unit 8 has a base body 11 whose geometry and dimensions are adapted to the geometry and dimensions of the free space formed between the pad holder 1 and the bolt-side brake pad 3 in the assembled state of the brake pad system 2 . This applies in particular to the length L and the thickness D of the base body 11 in relation to an upper assembly level Y1 and a lower assembly level Y2 of the base body 11. The upper assembly level Y1 is defined by the peripheral outer surfaces 12 on the upper side of the base body 11 and the lower assembly level Y2 through the outer surface 13 on the underside of the base body 11. The thickness D of the base body 11 is selected so that it can be inserted in the area of the pad guide 6 between the pad holder 1 and the friction lining 3. The length L of the base body 11 is smaller than the opening width of the pad guide 6 of the pad holder 1.

Auf der Oberseite weist der Grundkörper 11 zwischen den randseitigen Außenflächen 12 eine mittlere Vertiefung auf, über die ein nicht gezeigtes Federelement geführt und/oder gehalten sein kann, das zum Befestigen des Grundkörpers 11 an dem Belaghalter 1 dient.On the upper side, the base body 11 has a central depression between the outer surfaces 12 at the edge, over which a spring element (not shown) can be guided and/or held, which is used to fasten the base body 11 to the pad holder 1 .

Wie sich aus 3 ergibt, ist der Grundkörper 11 im Montagezustand im Wesentlichen unterhalb des Bremsbelags 3 angeordnet und stützt sich auf den Belaghalter 1 im Bereich der Belagführung 6 ab.How out 3 results, the base body 11 is arranged in the mounted state essentially below the brake pad 3 and is supported on the pad holder 1 in the area of the pad guide 6 .

Der Grundkörper 11 weist einen als blockartiger Vorsprung ausgebildeten Sensorabschnitt 14 auf, der zur Aufnahme von zwei Verschleißsensoren vorgesehen ist und zu diesem Zweck zwei Aufnahmeöffnungen 15 an seiner Unterseite aufweist. Die Aufnahmeöffnungen 15 erstrecken sich vorzugsweise unterschiedlich weit in den Sensorabschnitt 14 hinein bzw. im Montagezustand der Sensoreinheit 8 nach oben, so dass die Sensoren auf unterschiedlicher Höhe bzw. bezogen auf eine Bremsscheibe der Scheibenbremse unterschiedlich weit von der Bremsscheibe beabstandet angeordnet sind.The base body 11 has a sensor section 14 designed as a block-like projection, which is provided for receiving two wear sensors and for this purpose has two receiving openings 15 on its underside. The receiving openings 15 preferably extend to different extents into the sensor section 14 or upwards when the sensor unit 8 is assembled, so that the sensors are arranged at different heights or at different distances from the brake disc in relation to a brake disc of the disc brake.

Der Grundkörper 11 der Sensoreinheit 8 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet mit dem als blockartigen Vorsprung ausgebildeten Sensorabschnitt 14.The base body 11 of the sensor unit 8 is preferably designed in one piece with the sensor section 14 designed as a block-like projection.

Der Sensorabschnitt 14 ist als Vorsprung ausgebildet und erstreckt sich über die obere Montageebene Y1 des Grundkörpers 11 hinaus nach oben. Im Montagezustand (3) des Bremsbelagsystems 2 befindet sich der Sensorabschnitt 14 außerhalb des zwischen dem Belaghalter 1 und dem Bremsbelag 3 gebildeten Freiraums und ist seitlich neben dem Bremsbelag 3 angeordnet.The sensor section 14 is in the form of a projection and extends upward beyond the upper mounting plane Y1 of the base body 11 . In the assembled state ( 3 ) of the brake pad system 2, the sensor section 14 is located outside of the free space formed between the pad holder 1 and the brake pad 3 and is arranged laterally next to the brake pad 3.

An dem Grundkörper 11 können auch mehrere Sensorabschnitte 14 ausgebildet sein, beispielsweise gegenüberliegend an beiden Querseiten.A plurality of sensor sections 14 can also be formed on the base body 11, for example opposite one another on both transverse sides.

Bei den Verschleißsensoren kann es sich um elektrische Leiter handeln. Wenn der Bremsbelagsverschleiß einen bestimmten Wert erreicht hat, kann die mit dem Bremsbelagsystem 2 zusammenwirkende Scheibenbremse mit dem Sensorabschnitt 14 in Kontakt treten und es kommt zu einem Verschleiß des Sensorabschnitts 14 beginnend von dessen Oberseite. Der Sensorabschnitt 14 wirkt dabei als Verschleißelement. Wenn der Sensorabschnitt 14 von der Bremsscheibe ausreichend weit abgerieben ist, was einem bestimmten Belagverschleiß bzw. einer bestimmten verbleibenden Belagstärke der Bremsbeläge entspricht, kann die Bremsscheibe mit dem elektrischen Leiter in Kontakt treten und es entsteht ein Massekontakt, der zur Generierung einer Verschleißwarnung bzw. zur Verschleißanzeige führt. Alternativ ist es möglich, dass eine in den Sensorabschnitt 14 integrierte Leiterschleife von der Bremsscheibe durchtrennt wird und damit eine Masseverbindung, was ebenfalls eine Verschleißwarnung bzw. eine Verschleißanzeige zur Folge haben kann. Auch kann in dem Sensorabschnitt 14 ein Transponder integriert sein, der in Funkverbindung mit der Auswerteeinheit 16 steht. Wird der Transponder beim Verschleiß des Sensorabschnitts 14 zerstört, endet die Datenübertragung, was zur Generierung einer Verschleißwarnung bzw. zur Verschleißanzeige führen kann.The wear sensors can be electrical conductors. When the brake lining wear has reached a certain value, the disc brake interacting with the brake lining system 2 can come into contact with the sensor section 14 and wear of the sensor section 14 occurs, starting from its upper side. The sensor section 14 acts as a wear element. If the sensor section 14 has been worn down sufficiently by the brake disc, which corresponds to a certain amount of pad wear or a certain remaining lining thickness of the brake pads, the brake disc can come into contact with the electrical conductor and a ground contact is created, which can be used to generate a wear warning or to Wear indicator leads. Alternatively, it is possible for a conductor loop integrated into the sensor section 14 to be severed by the brake disc and thus a ground connection, which can also result in a wear warning or wear indicator. A transponder which is in radio communication with the evaluation unit 16 can also be integrated in the sensor section 14 . If the transponder is destroyed due to wear of the sensor section 14, the data transmission ends, which can lead to the generation of a wear warning or a wear display.

Der Grundkörper 11 weist an seiner Unterseite im Bereich des Sensorabschnitts 14 eine Vertiefung auf, über die eine Kabelverbindung mit den in den Aufnahmeöffnungen 15 integrierten Verschleißsensoren erfolgen kann.The base body 11 has a depression on its underside in the area of the sensor section 14 via which a cable connection can be made to the wear sensors integrated in the receiving openings 15 .

5 zeigt die Sensoreinheit 8 in der Links-Ausführung, wenn der Sensorabschnitt 14 auf der linken Hälfte des Belaghalters 1 angeordnet ist. Nicht dargestellt ist, dass auch eine Rechts-Ausführung der Sensoreinheit 8 mit rechts angeordnetem Sensorabschnitt 14 möglich ist. 5 shows the sensor unit 8 in the left-hand version when the sensor section 14 is arranged on the left half of the pad holder 1. What is not shown is that a right-hand version of the sensor unit 8 with a sensor section 14 arranged on the right is also possible.

Der erste, höher angeordnete Sensor kann einen Verschleißzustand des Bremsbelags 3 detektieren, der einer ersten, größeren Rest-Belagstärke entspricht, während ein zweiter, tiefer gelegener Sensor einen Bremsbelagverschleiß detektieren kann, der einer zweiten, geringeren Rest-Belagstärke entspricht. Das Sensorsignal des ersten, höher gelegenen Sensors kann dann als Hinweis auf einen bevorstehenden Bremsbelagwechsel interpretiert werden, während das Sensorsignal des zweiten, tiefer gelegenen Sensors als Hinweis auf einen dringenden Bremsbelagwechsel interpretiert werden kann.The first, higher arranged sensor can detect a state of wear of the brake lining 3, which corresponds to a first, larger residual lining thickness, while a second, lower-lying sensor can detect brake lining wear, which corresponds to a second, smaller residual lining thickness. The sensor signal from the first, higher-lying sensor can then be interpreted as an indication of an imminent brake pad change, while the sensor signal of the second, lower-lying sensor can be interpreted as an indication of an urgent brake pad change.

Die 8 und 9 zeigen, dass eine Signalübertragung zwischen der Sensoreinheit 8 und einer Auswerteeinheit 16 drahtgebunden (8) oder drahtlos über Funk (9) erfolgen kann.the 8th and 9 show that a signal transmission between the sensor unit 8 and an evaluation unit 16 is wired ( 8th ) or wirelessly via radio ( 9 ) can be done.

In den 10 und 11 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsbelagsystems 2 gezeigt, wobei 10 einen Teilmontagezustand und 11 den vollständig montierten Zustand des Bremsbelagsystems 2 zeigt. Das Bremsbelagsystem 2 weist einen Belaghalter 1 und im vollständig montierten Zustand zwei an dem Belaghalter 1 montierte Bremsbeläge 3 auf.In the 10 and 11 an alternative embodiment of a brake pad system 2 according to the invention is shown, wherein 10 a partially assembled state and 11 shows the fully assembled state of the brake pad system 2. The brake pad system 2 has a pad holder 1 and, in the fully assembled state, two brake pads 3 mounted on the pad holder 1 .

Bei der in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsform ist die Sensoreinheit 8 in einem mittleren Bereich des Belaghalters 1 zwischen zwei Bremsbelägen 3 angeordnet. Hierbei ist ein Grundkörper der Sensoreinheit 8 in die Belagführung 6 eingesetzt und/oder stützt sich auf den Belaghalter 1 im Bereich der Belagführung 6 ab. Von dem Grundkörper ragt ein Sensorabschnitt 14 vertikal nach oben in Richtung zur Oberfläche der Bremsbeläge 3. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit 8 an der Belagführung 6 formschlüssig gehalten und kann zu diesem Zweck beispielsweise eine Schwalbenschwanzgeometrie an der Unterseite des Grundkörpers aufweisen.At the in the 10 and 11 In the embodiment shown, the sensor unit 8 is arranged in a central area of the pad holder 1 between two brake pads 3 . Here, a base body of the sensor unit 8 is inserted into the pad guide 6 and/or is supported on the pad holder 1 in the area of the pad guide 6 . A sensor section 14 projects vertically upwards from the base body in the direction of the surface of the brake pads 3. The sensor unit 8 is preferably held in a form-fitting manner on the pad guide 6 and can have a dovetail geometry on the underside of the base body for this purpose, for example.

BezugszeichenlisteReference List

11: Belaghalterpad holder
22: Bremsbelagsystembrake pad system
33: Bremsbelagbrake pad
44: Einschuböffnunginsertion opening
55: Riegelseitelatch side
66: Belagführungpad guide
77: Riegelbars
88th: Sensoreinheitsensor unit
99: Anschlagkantestop edge
1010: Außenflächeouter surface
1111: Grundkörperbody
1212: Außenflächeouter surface
1313: Außenflächeouter surface
1414: Sensorabschnittsensor section
1515: Aufnahmeöffnungintake opening
1616: Auswerteeinheitevaluation unit

Claims

Brake lining system (2) for a disc brake of a rail vehicle, with a lining holder (1) and with at least one brake lining (3) connected to the lining holder (1), preferably with two brake linings (3), and with a sensor device having at least one wear sensor Sensor unit (8) for determining the state of wear of the brake pad (3), the sensor unit (8) being detachably connected to the pad holder (1) in a non-destructive manner, the sensor unit (8) being located at least in sections in an assembled state between the pad holder (1) and is arranged in the free space formed by the brake pad (3), the sensor unit (8) having a base body (11) whose geometry and dimensions are adapted at least in sections to the geometry and dimensions of the free space, the base body (11) being essentially below the brake pad (3) is arranged and in a pad guide (6) of the pad holder (1) is introduced and on the Belagh age (1) in the area of the pad guide (6) and wherein the base body (11) has a sensor section (14) for receiving at least one wear sensor and the sensor section (14) outside of the space between the pad holder (1) and the brake pad (3) formed free space and is arranged laterally next to the brake pad (3).

Brake lining system (2) according to claim 1 , characterized in that the sensor unit (8) forms a separate structural unit, in particular wherein the sensor unit (8) is a retrofit part.

Brake pad system (2) according to one of the preceding Claims 1 or 2 , characterized in that the sensor section (14) is provided as a wear element of the sensor unit.

Brake lining system (2) for a disc brake of a rail vehicle, with a lining holder (1) and with two brake linings (3) connected to the lining holder (1) and with a sensor device with a sensor unit (8) having at least one wear sensor for determining the state of wear of the brake lining (3), the sensor unit (8) being arranged between two brake pads (3), the sensor unit (8) having a base body and the base body being inserted into a pad guide (6) of the pad holder (1) via an insertion opening in the pad guide (6) is pushed into the pad guide (6), so that the base body is held in a form-fitting manner on the pad guide (6), and wherein a sensor section of the base body with at least one wear sensor extends vertically upwards between the adjacent brake pads (3).

Sensor unit (8) for a sensor device of a brake pad system (2) according to one of the preceding claims.