DE102021112130A1 - Brake caliper unit with a wear sensor device, and method for detecting wear of brake pads and brake disc of a brake caliper unit of a disc brake - Google Patents
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Abstract
Eine Bremszangeneinheit (1, 1') einer Scheibenbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfasst zwei Zangenhebel (2, 3), einen Bremszylinder (8), eine Nachstellermodul (9), Bremsbeläge (4, 5) und eine Verschleißsensorvorrichtung (11, 11', 11") mit mindestens einem Sensorelement (24, 24') und einer Auswerteeinheit (12). Die Verschleißsensorvorrichtung (11, 11', 11") ist parallel zu der Nachstellermodul (9) oder/und dem Bremszylinder (8) zwischen den zwei Zangenhebeln (2, 3) an diesen in Koppelachsen angelenkt ist. Und ein Verfahren zum Ermitteln von Verschleiß von Bremsbelägen (4, 5) und Bremsscheibe einer Bremszangeneinheit (1, 1') einer Scheibenbremse.A brake caliper unit (1, 1') of a disc brake, in particular for rail vehicles, comprises two caliper levers (2, 3), a brake cylinder (8), an adjuster module (9), brake linings (4, 5) and a wear sensor device (11, 11' , 11") with at least one sensor element (24, 24') and an evaluation unit (12). The wear sensor device (11, 11', 11") is parallel to the adjuster module (9) and/or the brake cylinder (8) between the two pincer levers (2, 3) articulated on these in coupling axes. And a method for determining wear of brake pads (4, 5) and brake disc of a brake caliper unit (1, 1') of a disc brake.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremszangeneinheit mit einer Verschleißsensorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Erfassen von Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Bremszangeneinheit einer Scheibenbremse.The invention relates to a brake caliper unit with a wear sensor device according to the preamble of
Derartige Bremszangeneinheiten sind aufgrund ihrer Bremsleistung in der Eisenbahnindustrie weit verbreitet, insbesondere für Lokomotiven, Straßenbahnen und mehrgliedrige Zugeinheiten.Such brake caliper assemblies are widely used in the railway industry for their braking performance, particularly for locomotives, trams and multiple-unit trains.
Während des täglichen Bremsbetriebs verschleißen die Bremsbeläge und die Bremsscheibe. Aus Sicherheitsgründen muss der Zustand der Bremsen regelmäßig überprüft werden, wobei das derzeitige Prüfverfahren auf der visuellen Überprüfung von Bremsbelägen und Bremsscheiben durch das Wartungspersonal beruht. Dies ist kostenintensiv und erfordert gut geschultes Wartungspersonal.During daily braking operation, the brake pads and the brake disc wear out. For safety reasons, the condition of the brakes must be checked regularly, with the current inspection method relying on the visual inspection of brake pads and brake discs by maintenance personnel. This is costly and requires well-trained maintenance personnel.
Eine automatische Verschleißerkennung ist für Scheibenbremsen bekannt, beispielsweise aus Dokument
Darüber hinaus wird nur den Verschleiß eines Bremsbelags erfasst, und ein Verschleiß der Scheibe kann nicht bestimmt werden.In addition, only the wear of a brake pad is detected and wear of the disc cannot be determined.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Bremszangeneinheit mit einer automatischen Verschleißerfassung für Bremsbeläge und Bremsscheibe bereitzustellen, wobei gleichzeitig Kosten und Wartungszeit verringert werden.The object of the invention is to provide an improved brake caliper unit with automatic wear detection for brake pads and brake disc, while at the same time reducing costs and maintenance time.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein verbessertes Verfahren zum Erfassen von Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Bremszangeneinheit einer Scheibenbremse anzugeben.A further object is to specify an improved method for detecting wear of brake pads and brake disc of a brake caliper unit of a disc brake.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the subject matter of
Die weitere Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöstThe further object is achieved by a method according to
Ein Erfindungsgedanke besteht darin, den Verschleiß mittels mindestens einer Verschleißsensorvorrichtung zu erfassen, welche parallel zu einem Bremszylinder oder/und einem Nachstellermodul der Bremszangeneinheit angebracht ist.One idea of the invention consists in detecting the wear by means of at least one wear sensor device, which is attached parallel to a brake cylinder and/or an adjuster module of the brake caliper unit.
Eine erfindungsgemäße Bremszangeneinheit, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfasst zwei Zangenhebel, einen Bremszylinder, ein Nachstellermodul, Bremsbeläge und eine Verschleißsensorvorrichtung mit mindestens einem Sensorelement und einer Auswerteeinheit. Die Verschleißsensorvorrichtung ist parallel zu dem Nachstellermodul oder/und dem Bremszylinder zwischen den zwei Zangenhebeln an diesen in Koppelachsen angelenkt.A brake caliper unit according to the invention, in particular for rail vehicles, includes two caliper levers, a brake cylinder, an adjuster module, brake linings and a wear sensor device with at least one sensor element and an evaluation unit. The wear sensor device is articulated parallel to the adjuster module and/or the brake cylinder between the two caliper levers on these in coupling axes.
Auf diese Weise wird eine robuste und einfache Verschleißsensorvorrichtung ermöglicht, die auf einfache Weise montiert und auch nachgerüstet werden kann.In this way, a robust and simple wear sensor device is made possible, which can be installed and retrofitted in a simple manner.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln von Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Bremszangeneinheit einer Scheibenbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge, aufweisend zwei Zangenhebel, einen Bremszylinder, Bremsbeläge und eine Verschleißsensorvorrichtung mit einer Auswerteeinheit umfasst die Verfahrensschritte (VS1) Erfassen einer Ausgangsstellung und Erfassen von Längenänderungen eines Abstands von Koppelstellen der zwei Zangenhebel bei Bremsvorgängen mit der Verschleißsensorvorrichtung, wobei ein Umwandeln der Längenänderungen des Abstands mittels einer Bewegungsumwandlungseinrichtung in Drehwinkeländerungen eines Drehwinkelsensors erfolgt, oder wobei ein Erfassen der Längenänderungen des Abstands durch Messen eines Abstands zwischen einem Sensorelement eines kontaktbehafteten oder/und eines kontaktlosen Entfernungsmesssensors und einem Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung erfolgt; (VS2) Erzeugen von Messsignalen anhand der so erfassten Messwerte; und Weiterleiten der Messsignale an eine Auswerteeinheit; und (VS3) Auswerten der Messsignale durch die Auswerteeinheit derart, dass die in den Messsignalen aufsummierten Verschleißwerte für Belagverschleiß und Scheibenverschleiß der Bremszangeneinheit ermittelt werden.A method according to the invention for determining wear of brake pads and brake disc of a brake caliper unit of a disc brake, in particular for rail vehicles, having two caliper levers, a brake cylinder, brake pads and a wear sensor device with an evaluation unit comprises the method steps (VS1) detecting an initial position and detecting changes in length of a distance of Coupling points of the two caliper levers during braking processes with the wear sensor device, the changes in length of the distance being converted by means of a movement conversion device into changes in the angle of rotation of a rotary angle sensor, or the changes in length of the distance being detected by measuring a distance between a sensor element of a contact-based and/or a contactless distance measuring sensor and a reference portion of the wear sensing device; (VS2) generating measurement signals based on the measurement values recorded in this way; and forwarding the measurement signals to an evaluation unit; and (VS3) evaluation of the measurement signals by the evaluation unit in such a way that the wear values for lining wear and disc wear of the brake caliper unit summed up in the measurement signals are determined.
Ein besonderer Vorteil hierin besteht, dass eine automatische Ermittlung nicht nur von Belagverschleiß sondern auch von Scheibenverschleiß einfach möglich ist.A particular advantage here is that an automatic determination not only of pad wear but also of disc wear is easily possible.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous configurations are specified in the dependent claims.
In einer Ausführung ist die Verschleißsensorvorrichtung in Koppelachsen von Koppelstellen, in welchen der Bremszylinder oder/und das Nachstellermodul angelenkt ist/sind, gelenkig angebracht ist, wobei die Koppelstellen in einem Abstand untereinander angeordnet sind. Diese Koppelstellen sind bereits vorhanden und können auf einfache Weise benutzt werden.In one embodiment, the wear sensor device is articulated in coupling axes of coupling points in which the brake cylinder and/or the adjuster module is/are articulated, wherein the coupling points are arranged at a distance from each other. These coupling points already exist and can be used easily.
Eine weitere Ausführung sieht vor, das die Verschleißsensorvorrichtung eine Bewegungsumwandlungseinheit aufweist, welche eine Längsbewegung als Veränderung des Abstands der Koppelstellen in eine Drehbewegung umwandelt. Das ergibt einen vorteilhaft kompakten und einfach abzudichtenden Aufbau.A further embodiment provides that the wear sensor device has a movement conversion unit, which converts a longitudinal movement as a change in the distance between the coupling points into a rotary movement. This results in an advantageously compact structure that is easy to seal.
Vorteilhaft ist für einen solchen kompakten Aufbau, wenn in einer Ausführung die Bewegungsumwandlungseinheit der Verschleißsensorvorrichtung ein Gewinderohr mit einem Innengewinde und eine Gewindespindel mit einem Außengewinde aufweist, wobei das Innengewinde und das Außengewinde in Eingriff stehen und ein Bewegungsgewinde bilden.It is advantageous for such a compact structure if, in one embodiment, the movement conversion unit of the wear sensor device has a threaded tube with an internal thread and a threaded spindle with an external thread, the internal thread and the external thread being in engagement and forming a movement thread.
In einer weiteren Ausführung ist es vorgesehen, dass das Gewinderohr verdrehfest mit der Verschleißsensorvorrichtung verbunden ist und wobei die Gewindespindel drehgelagert und mit dem mindestens einen Sensorelement gekoppelt ist, oder die Gewindespindel verdrehfest mit der Verschleißsensorvorrichtung verbunden ist und wobei das Gewinderohr drehgelagert und mit dem mindestens einen Sensorelement gekoppelt ist. Dieser Aufbau ist einfach und kompakt.In a further embodiment, it is provided that the threaded tube is connected to the wear sensor device in a rotationally fixed manner and the threaded spindle is rotatably mounted and coupled to the at least one sensor element, or the threaded spindle is connected in a rotationally fixed manner to the wear sensor device and the threaded tube is rotatably mounted and connected to the at least one Sensor element is coupled. This structure is simple and compact.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Sensorelement (24) ein Drehwinkelaufnehmer ist, da ein solches Bauteil kostengünstig mit hoher Qualität am Markt verfügbar ist.It is advantageous here if the at least one sensor element (24) is a rotary angle sensor, since such a component is available on the market at low cost and with high quality.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Verschleißsensorvorrichtung Befestigungselemente, ein Sensorgehäuse, ein Gehäuse, die Bewegungsumwandlungseinheit, mindestens ein Lager und das mindestens eine Sensorelement umfasst, wobei die Verschleißsensorvorrichtung mit jeweils einem Befestigungselement in den Koppelachsen der Koppelstellen gelenkig angebracht ist. Eine solche Anbringung ist einfach und kostengünstig.A further embodiment provides that the wear sensor device comprises fastening elements, a sensor housing, a housing, the movement conversion unit, at least one bearing and the at least one sensor element, the wear sensor device being articulated with one fastening element each in the coupling axes of the coupling points. Such attachment is simple and inexpensive.
Eine noch weitere Ausführung sieht vor, dass das Gehäuserohr und das Gewinderohr zusammen teleskopartig angeordnet sind, wobei das Gehäuserohr auf das Gewinderohr aufgeschoben ist. Damit wird ein vorteilhaft platzsparender Aufbau erzielt.Yet another embodiment provides that the housing tube and the threaded tube are arranged together in a telescopic manner, with the housing tube being pushed onto the threaded tube. An advantageously space-saving structure is thus achieved.
In einer alternativen Ausführung weist die Verschleißsensoreinheit mindestens einen kontaktlosen Entfernungsmesssensor auf. Damit kann ein vorteilhafter kompakter und einfacher Aufbau möglich sein.In an alternative embodiment, the wear sensor unit has at least one contactless distance measuring sensor. An advantageous compact and simple structure can thus be possible.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine kontaktlose Entfernungsmesssensor ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder/und ein optischer Entfernungsmesssensor ist. Hierzu können marktübliche Bauteile zur Anwendung kommen, welche schon mit integrierten elektronischen Messdatenverarbeitungsschaltungen versehen sind.It is advantageous if the at least one contactless distance measuring sensor is an ultrasonic sensor, a radar sensor and/or an optical distance measuring sensor. For this purpose, commercially available components can be used, which are already provided with integrated electronic measurement data processing circuits.
Es ist dabei weiterhin vorteilhaft für einen kompakten und einfachen Aufbau, wenn die Verschleißsensorvorrichtung Befestigungselemente, ein Gehäuserohr und den mindestens einen kontaktlosen Entfernungsmesssensor aufweist, wobei das Gehäuserohr und der mindestens eine kontaktlose Entfernungsmesssensor zusammen teleskopartig angeordnet sind.It is also advantageous for a compact and simple structure if the wear sensor device has fastening elements, a housing tube and the at least one contactless distance measuring sensor, with the housing tube and the at least one contactless distance measuring sensor being arranged telescopically together.
In einer noch weiteren Ausführung wirkt der mindestens eine kontaktlose Entfernungsmesssensor mit einem Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung zusammen und erfasst einen Abstand zwischen dem Sensorelement und dem Bezugsabschnitt als Maß einer Änderung des Abstands zwischen den Koppelstellen. Dies ist vorteilhaft, da nur ein geringe Anzahl von Bauteilen erforderlich ist.In yet another embodiment, the at least one contactless distance measuring sensor interacts with a reference section of the wear sensor device and detects a distance between the sensor element and the reference section as a measure of a change in the distance between the coupling points. This is advantageous because only a small number of components are required.
Die Bremszangeneinheit ist für eine pneumatische Scheibenbremse ausgebildet ist. Dies erweitert vorteilhaft den Einsatzbereich.The brake caliper unit is designed for a pneumatic disc brake. This advantageously expands the range of use.
In einer Ausführung des Verfahrens ist der kontaktlose Entfernungsmesssensor ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor oder/und ein optischer Entfernungsmesssensor. Diese Bauteile sind vorteilhaft am Markt in hochintegrierten Ausgestaltungen als einsatzfertige Funktionsbauteile erhältlich.In one embodiment of the method, the contactless distance measuring sensor is an ultrasonic sensor, a radar sensor and/or an optical distance measuring sensor. These components are advantageously available on the market in highly integrated configurations as ready-to-use functional components.
Wenn die Auswerteeinheit die ermittelten Verschleißwerte mit vorher gespeicherten Grenzwerten für Bremsbelagwechsel (oder Austausch eines Bremsbelags) und/oder Bremsscheibenwechsel (oder Austausch der Bremsscheibe) vergleicht und entsprechend der Vergleichsergebnisse Anzeigen, Warnungen, usw. auf passenden Medien ausgibt, können vorteilhaft Wartungszeiten geplant werden.If the evaluation unit compares the determined wear values with previously stored limit values for changing the brake pads (or replacing a brake pad) and/or changing the brake discs (or replacing the brake disc) and outputs displays, warnings, etc. on suitable media based on the comparison results, maintenance times can advantageously be planned.
Es ist außerdem ein großer Vorteil, dass die Auswerteeinheit aus all den erfassten Messwerten und daraus ermittelten Verschleißwerten anhand von Vergleichswerten einen Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe der gesamten Scheibenbremse ermittelt.It is also a great advantage that the evaluation unit uses comparative values to determine wear of the brake pads and brake disc of the entire disc brake from all of the measured values recorded and the wear values determined from them.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
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1-2 schematische Draufsichten einer konventionellen und einer kompakten Bremszangeneinheit; -
3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Bremszangeneinheit mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verschleißsensorvorrichtung; -
4 eine schematische, vergrößerte Schnittansicht eines Sensorgehäuses nach3 ; -
5 eine Schnittansicht einer Variation des ersten Ausführungsbeispiels der Verschleißsensorvorrichtung nach3 ; -
6 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Verschleißsensorvorrichtung nach3 ; -
7 ein schematisches Schaubild von Verschleißgraphen; und -
8 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1-2 schematic top views of a conventional and a compact brake caliper unit; -
3 a schematic sectional view of a brake caliper unit according to the invention with a first embodiment of a wear sensor device according to the invention; -
4 a schematic, enlarged sectional view of asensor housing 3 ; -
5 a sectional view of a variation of the first embodiment of thewear sensor device 3 ; -
6 a sectional view of a second embodiment of thewear sensor device 3 ; -
7 a schematic diagram of wear graphs; and -
8th a schematic flow chart of an embodiment of a method according to the invention.
Koordinaten x, y, z dienen in den Figuren zur Orientierung. Die Koordinate x verläuft in Längsrichtung der Bremszangeneinheit 1, die Koordinate y quer dazu, wobei die Koordinate z hier ein vertikale Richtung bildet. Andere Lagen der Bremszangeneinheit 1 sind natürlich auch möglich.Coordinates x, y, z are used in the figures for orientation. The coordinate x runs in the longitudinal direction of the
Jede dieser Bremszangeneinheiten 1, 1' bildet eine Scheibenbremse für ein Schienenfahrzeug und umfasst einen ersten Zangenhebel 2 und einen zweiten Zangenhebel 3, zwei Bremsbeläge 4, 5, einen Bremszylinder 8 und ein Nachstellermodul 9 zur Verschleißnachstellung.Each of these
Die Bremszangeneinheit 1 besitzt einen Bremszylinder 8 mit einem integrierten Nachstellermodul 9, wobei die andere Bremszangeneinheit 1' einen separaten Bremszylinder 8 und ein separates Nachstellermodul 9 aufweist.The
Beide Zangenhebel 2, 3 sind in einem jeweiligen Gelenk 2a, 3a um eine jeweilige Hebelachse in z-Richtung verschwenkbar angebracht, was nicht näher beschrieben werden soll.Both
Auf einer Seite der Zangenhebel 2, 3 sind die Bremsbeläge 4, 5 über Belaghalter an freien Enden der Zangenhebel 2, 3 in Gelenken 2b, 3b verschwenkbar angebracht. An den anderen freien Enden der Zangenhebel 2, 3 ist in der Bremszangeneinheit 1 nach
Der Bremszylinder 8 kann z.B. pneumatisch, hydraulisch, elektromechanisch o.dgl. angetrieben sein. Die Bremsbeläge 4, 5 sind beidseitig einer hier nicht dargestellten Bremsscheibe angeordnet.The
Während eines Bremsvorgangs wird der Bremszylinder 8 beim Zuspannen der Bremse aktiviert und vergrößert einen Abstand 10 in y-Richtung zwischen den Koppelstellen 6, 7. Daraus ergibt sich, dass die Bremsbeläge 4, 5 in y-Richtung aufeinander zubewegt und so gegen die Bremsscheibe gedrückt werden.During a braking process, the
Wenn die Bremse gelöst wird, wird der Bremszylinder 8 nicht betätigt, der Abstand 10 zwischen den Koppelstellen 6, 7 verkleinert sich in y-Richtung wieder, und die Bremsbeläge 4, 5 entfernen sich voneinander. Die Bremsbeläge 4, 5 sind dabei von der Bremsscheibe gelöst.When the brake is released, the
Die Verwendung des Nachstellermoduls 9 stellt sicher, dass das Bremsbelagspiel, das auch als Lüftspiel bezeichnet wird, während der Betriebsdauer bei gelöster Bremse konstant gehalten wird. Das Lüftspiel besteht jeweils zwischen einem Bremsbelag 4, 5 und der Bremsscheibe.The use of the adjuster module 9 ensures that the brake pad play, which is also referred to as the clearance, is kept constant during the period of operation when the brake is released. The clearance is between a
Während des Betriebs der Bremse nehmen der Verschleiß der Bremsbeläge 4, 5 und der Bremsscheibe zu und bewirken, dass sich der Abstand 10 zwischen den Koppelstellen 6, 7 vergrößert, wobei sich beim Bremsvorgang eine Entfernung in y-Richtung zwischen den Bremsbelägen 4, 5 verringert.During operation of the brake, the wear of the
Auf diese Weise bildet der Abstand 10 ein Maß für den Verschleiß der Bremsbeläge 4, 5 und der Bremsscheibe. Eine dynamische Änderung des Abstands 10 bei Bremsvorgängen kann weiterhin auch Aufschluss über die Funktion des Bremsvorgangs geben.In this way, the
Die Schnittansicht zeigt die Ansicht der Bremszangeneinheit 1' in x-Richtung (vgl.
Die erfindungsgemäße Bremszangeneinheit 1' umfasst hier weiterhin die Verschleißsensorvorrichtung 11.The brake caliper unit 1' according to the invention also includes the
Die Verschleißsensorvorrichtung 11 ist hier parallel zu dem Nachstellermodul 9 zwischen den Achsen der Koppelstellen 6, 7 an zwei Punkten, nämlich in den Koppelstellen 6, 7 an den Zangenhebeln 2, 3 angebracht. Das heißt, eine Sensorachse 11a der Verschleißsensorvorrichtung 11 verläuft hier parallel zu einer Achse 9a des Nachstellermoduls 9. Eine Bewegung der Zangenhebel 2, 3 bei Bremsvorgängen mit zugehöriger Veränderung des Abstands 10 wird über die Koppelstellen 6, 7 auf die Verschleißsensorvorrichtung 11 übertragen.The
Die Verschleißsensorvorrichtung 11 umfasst in dem ersten Ausführungsbeispiel eine Auswerteeinheit 12, Befestigungselemente 13 und 14, ein Sensorgehäuse 15, ein Gehäuse 16, eine Bewegungsumwandlungseinheit mit einem Gewinderohr 17 und einer Gewindespindel 18, einen Faltenbalg 20, mindestens ein Lager 21 und mindestens ein Sensorelement 24, 24'.In the first exemplary embodiment, the
Die Auswerteeinheit 12 ist über eine Verbindungsstrecke 12a, z.B. eine elektrisch oder/und optisch Übertragungsleitung mit dem mindestens einen Sensorelement 24, 24' verbunden. Es ist auch denkbar, dass anstelle einer leitungsgebundenen Verbindungsstrecke 12a eine kabellose Übertragungsstrecke, z.B. Funk, Infrarot, Ultraschall, verwendet werden kann.The
Die Verschleißsensorvorrichtung 11 ist mittels der Befestigungselemente 13, 14, die hier als Befestigungswinkel ausgebildet sind, in den Koppelstellen 6, 7 an den Zangenhebeln 2, 3 befestigt. Dies wird unten noch weiter beschrieben.The
Über die Befestigungselemente 13, 14 wird eine Veränderung des Abstands 10 der Koppelstellen 6, 7 auf die Verschleißsensorvorrichtung 11 übertragen. Die Koppelstellen 6, 7 bewegen sich bei Bremsvorgängen jeweils auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt die Achse des jeweiligen Gelenks 2a, 3a des jeweiligen Zangenhebels 2, 3 ist. Die Achsen der Koppelstellen 6, 7 und der Gelenke 2a, 3a verlaufen parallel zueinander in z-Richtung. Dabei erlauben die Befestigungselemente 13, 14 eine Linearbewegung der Verschleißsensorvorrichtung 11 in y-Richtung.A change in the
Das Sensorgehäuse 15 dient zur Aufnahme des mindestens einen Sensorelementes 24. Das Sensorgehäuse 15 weist eine umlaufende Wand 15a auf, die mit einer Stirnplatte 15b geschlossen ist. Die Stirnplatte 15b und die Wand 15a legen einen Innenraum 15c fest, dessen Öffnung 15d mit einem radial nach außen hervorstehenden, umlaufenden Kragen 15e versehen ist.The
Das Sensorgehäuse 15 ist mit seinem umlaufenden Kragen 15e an einer Befestigungsplatte 13a des ersten Befestigungselementes 13 befestigt und mit einer Dichtung 15f, z.B. ein O-Ring, gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Das erste Befestigungselement 13 bildet somit die Anbringung der Verschleißsensorvorrichtung 11 an der Koppelstelle 6 des ersten Zangenhebels 2.The
Zudem ist das Sensorgehäuse 15 über die Befestigungsplatte 13a mit einem Lagergehäuse 16a des Gehäuses 16 verbunden. Das Lagergehäuse 16a ist dabei mit einem Absatz 16c in einer Öffnung 13b der Befestigungsplatte 13a befestigt. Das Gehäuse 16 weist außerdem ein Gehäuserohr 16b auf. Sensorgehäuse 15, Lagergehäuse 16a und Gehäuserohr 16b sind hintereinander koaxial zu der Sensorachse 11a angeordnet.In addition, the
Hier ist eine Möglichkeit beispielhaft gezeigt, in welcher sich das Gehäuserohr 16b fast vollständig über die gesamte Länge des Abstands 10 zwischen den Koppelstellen 6 und 7 erstreckt. Natürlich kann die Länge des Gehäuserohrs 16b auch andere Abmessungen aufweisen. Das Gehäuserohr 16b und ein Gewinderohr 17 sind hier zusammen teleskopartig angeordnet, wobei das Gehäuserohr 16b auf das Gewinderohr 17 aufgeschoben ist. Das Gewinderohr 17 weist ein Innengewinde 19 und eine glatte Außenfläche auf.A possibility is shown here by way of example, in which the housing tube 16b extends almost completely over the entire length of the
Ein freies Ende 17a des Gewinderohrs 17 befindet sich in der in
Die Bewegungsumwandlungseinheit umfasst die Gewindespindel 18 mit einem Außengewinde 19 und das Gewinderohr 17 mit einem Innengewinde 19a. In diesem Beispiel ist das Innengewinde 19a in einem Abschnitt des freien Endes 17a des Gewinderohrs 17 eingeformt. Die Gewindespindel 18 ist in dem Gewinderohr 17 angeordnet, wobei das Außengewinde 19 der Gewindespindel 18 mit dem Innengewinde 19a des Gewinderohres 17 in Eingriff steht. Das Außengewinde 19 und das Innengewinde 19a bilden hier ein Bewegungsgewinde mit entsprechender Steigung.The motion conversion unit includes the
Die Gewindespindel 18 ist so in dem Gewinderohr 17 angeordnet, dass ein erstes Spindelende 18a aus dem Gewinderohr 17 in Richtung auf das Lagergehäuse 16a hervorsteht. Ein zweites, freies Spindelende 18b ist in der Ausgangsstellung der Verschleißsensorvorrichtung 11 noch innerhalb des Endes 17b des Gehäuserohrs 17 angeordnet.The threaded
Das erste Spindelende 18a der Gewindespindel 18 ist mit einem Lagerabschnitt 18c verbunden. Ein Lager 21, hier z.B. ein Pendelkugellager, ist mit seinem Innenring auf dem Lagerabschnitt 18c angeordnet und mit seinem Außenring in dem Lagergehäuse 21 aufgenommen. Das Lager 21 bildet eine Drehlagerung für die Gewindespindel 18 um die Sensorachse 11a.The first spindle end 18a of the threaded
Das Gewinderohr 17 ist verdrehfest mit seinem Ende 17b an der Befestigungsplatte 14a des Befestigungselementes 14 angebracht.The
Über dem Gehäuserohr 16b und dem daraus hervorstehenden Abschnitt des Gewinderohrs 17 mit dem Ende 17b ist eine Dichtung angebracht. Diese Dichtung ist hier ein Faltenbalg 20, der mit einem ersten Dichtungsendabschnitt 20a im Bereich der Verbindung von Lagergehäuse 16a und Gehäuserohr 16b an dem Gehäuserohr 16b befestigt ist. Ein zweiter Dichtungsendabschnitt 20b ist an dem Abschnitt des Endes 17b des Gewinderohrs 17 festgelegt.A seal is fitted over the housing tube 16b and the portion of the threaded
Der Lagerabschnitt 18c der Gewindespindel 18 ist weiterhin mittels einer Drehverbindung mit dem Sensorelement 24 über ein Getriebe 23 gekoppelt. Das Getriebe 23 kann z.B. ein Planetengetriebe sein. Das Sensorelement 24 erfasst einen Drehwinkel der Gewindespindel 18 um die Sensorachse 11a. Das Sensorelement 24 ist ein Drehwinkelaufnehmer, beispielsweise mit einem Potentiometer oder mit Hall-Sensoren. Auch optische oder/und kapazitive Winkelaufnehmer sind natürlich möglich.The
Die Bewegung der Zangenhebel 2, 3 bei einem Bremsvorgang bewirkt eine Veränderung des Abstands 10, welche auf die Verschleißsensorvorrichtung 11 als eine Längsbewegung übertragen wird. Dabei wird die Verschleißsensorvorrichtung 11 teleskopartig auseinandergezogen bzw. wieder zusammengeschoben. Da das Gewinderohr 17 der Bewegungsumwandlungseinheit verdrehfest an dem zweiten Befestigungselement 14 angebracht ist, wird bei der Längenänderung des Abstands 10 die Gewindespindel 18 aufgrund des Bewegungsgewindes, das aus dem mit dem Innengewinde 19a des Gewinderohrs 17 in Eingriff stehende Außengewinde 19 der Gewindespindel 18 gebildet ist, die Gewindespindel 18 um die Sensorachse 11a verdreht. Auf diese Weise wandelt die Bewegungsumwandlungseinheit die Längsbewegung der Veränderung des Abstands 10 in eine Drehbewegung um.The movement of the caliper levers 2, 3 during a braking process causes a change in the
Über die Drehverbindung 22 wird dann das Sensorelement 24 verdreht und erfasst somit den Drehwinkel, welcher proportional zu der Längenänderung des Abstands 10 ist. Die Auswerteeinheit 12 ermittelt aus den dazu vom Sensorelement 24 übertragenen Signalen Verschleißwerte der Bremsbeläge 4, 5 und der Bremsscheibe. Außerdem kann die Auswerteeinheit 12 den Bremsvorgang anhand der erfassten, durch die Bewegung bewirkten Längenänderung des Abstands 10 überwachen, z.B. durch Vergleichen mit vorher festgelegten Werten.The
Eine Auswertung der Signale wird unten weiter noch ausführlich im Zusammenhang mit
Die Verschleißsensorvorrichtung 11' in der Variation nach
Das Lagergehäuse 16a ist über den Absatz 16c in einer Öffnung einer Zwischenplatte 16d befestigt. Die Zwischenplatte 16d ist an der Befestigungsplatte 13a und mit einem Absatz in der Öffnung 13b der Befestigungsplatte 13a des Befestigungselementes 13. An der Befestigungsplatte 13a ist wiederum das Sensorgehäuse 15 mit seinem umlaufenden Kragen 15e befestigt und mit der Dichtung 15f gegenüber der Atmosphäre abgedichtet.The bearing
Das Lagergehäuse 16a weist das Lager 21 auf, welches mit seinem Innenring im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel auf dem Ende 17a des Gewinderohrs 17 angeordnet ist. In dieser Variante ist das Gewinderohr 17 mit dem Lager 21 drehbar gelagert.The bearing
Eine Länge des Gehäuserohrs 16b beträgt hier etwa ein Viertel der Länge des Gewinderohrs 17. Das Gewinderohr 17 erstreckt sich über die gesamte Länge der Gewindespindel 18.A length of the housing tube 16b is about a quarter of the length of the threaded
Die Gewindespindel 18 ist in dieser Variante verdrehfest über eine Halterung 18 an der Befestigungsplatte 14a des zweiten Befestigungselementes 14 mittels einer Halteplatte 18e angebracht.In this variant, the threaded
Der Faltenbalg 20 ist mit dem ersten Dichtungsendabschnitt 20a auf dem Gehäuserohr 16b und mit dem zweiten Dichtungsendabschnitt 20b auf der Halterung 18d der Gewindespindel 18 befestigt.The bellows 20 is on the housing tube 16b with the first sealing
Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist in dieser Variante die Drehverbindung 22 zu dem Getriebe 23 des Sensorelementes 24 über einen Mitnehmer 22a mit dem drehbaren Gewinderohr 17 verbunden. Der Mitnehmer 22a ist in eine Bohrung des ersten Endes 17a des Gewinderohrs 17 eingesetzt und mit dem Gewinderohr 17 drehfest verbunden, z.B. eingeschraubt, eingeklemmt o.dgl.In contrast to the first exemplary embodiment, in this variant the
Die Bewegung der Zangenhebel 2, 3 bei einem Bremsvorgang bewirkt eine Veränderung des Abstands 10, welche auf die Verschleißsensorvorrichtung 11 übertragen wird. Dabei wird diese teleskopartig auseinandergezogen bzw. wieder zusammengeschoben. Mittels des Bewegungsgewindes (Außengewinde 19 der Gewindespindel 18 und Innengewinde 19a des Gewinderohrs 17) wird diese Längsbewegung hier in eine Drehbewegung des Gewinderohrs 17 umgewandelt und auf das Sensorelement 24 übertragen.The movement of the caliper levers 2, 3 during a braking process causes a change in the
In
Die Verschleißsensorvorrichtung 11" nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in
Der kontaktlose Entfernungsmesssensor ist mittels einer Halterung 26 an dem zweiten Befestigungselement 14 angebracht und weist mindestens ein Sensorelement 24' auf.The contactless distance measuring sensor is attached to the
Der kontaktlose Entfernungsmesssensor wirkt mit einem Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung 11" zusammen und erfasst einen Abstand 10' zwischen dem Sensorelement 24' und dem Bezugsabschnitt. Dabei entspricht eine Änderung des Abstands 10' einer Änderung des Abstands 10 zwischen den Koppelstellen 6, 7. Es ist auch möglich, dass eine Änderung des Abstands 10' zu einer Änderung des Abstands 10 zwischen den Koppelstellen 6, 7 proportional ist. Eine Berechnung des realen Abstands bzw. des zugehörigen Verschleißes erfolgt durch die Auswerteeinheit 12.The contactless distance measuring sensor interacts with a reference section of the
Das Gehäuserohr 25 ist mit einem Rohrende 25a in einer Ausnehmung 13c der Befestigungsplatte 13a des ersten Befestigungselementes 13 befestigt. Die Ausnehmung 13c ist durch eine Wand 13d verschlossen. Das Rohrende 25a liegt an einer Innenseite 13e dieser Wand 13d an.The
Das Gehäuserohr 25 erstreckt sich über eine Länge von etwa zwei Drittel der Entfernung in y-Richtung zwischen der Befestigungsplatte 13a des erste Befestigungselementes 13 und der Befestigungsplatte 14a des zweiten Befestigungselementes 14 und weist ein freies Rohrende 25b auf.The
Koaxial zu dem Gehäuserohr 25 und der Sensorachse 11a ist die Halterung 26 mit einem Befestigungsende 26a an der Befestigungsplatte 14a des zweiten Befestigungselementes 14 angebracht. Die Halterung 26 ist als ein Rohr ausgebildet, welches mit einem freien Halterungsende 26b in den Raum zwischen der Befestigungsplatte 13a des erste Befestigungselementes 13 und der Befestigungsplatte 14a des zweiten Befestigungselementes 14 von der Befestigungsplatte 14a hervorsteht. Dabei ragt das freie Halterungsende 26b in der hier gezeigten Ausgangsstellung der Verschleißsensorvorrichtung 11' in das zweite Ende 25b des Gehäuserohrs 25 hinein.The
Ein stabförmiges Sensorgehäuse 27 ist durch das freie Halterungsende 26b mit einem ebenfalls stabförmigen Befestigungsabschnitt 27a in die Halterung 26 eingesetzt. Eine Einsetztiefe ist durch ein verstellbares Anschlagelement 27b des Sensorgehäuses 27 einstellbar.A rod-shaped
In dem Abschnitt des Sensorgehäuses 27, welcher in das Gehäuserohr 25 hervorsteht, ist das Sensorelement 24' angeordnet. Das Gehäuserohr 25 und das Sensorgehäuse 27 mit dem Sensorelement 24' an der Halterung 26 sind teleskopartig angeordnet. Mit anderen Worten, das Gehäuserohr 25 und der kontaktlose Entfernungsmesssensor sind zusammen teleskopartig angeordnetThe
Das Sensorelement 24' ist hier ein Ultraschallsensor, welcher mit der Innenseite 13e der Wand 13d der Ausnehmung 13b in der Befestigungsplatte 13a des ersten Befestigungselementes 13 zusammenwirkt. Dabei bildet die Innenseite 13e der Wand 13d als Reflexionsfläche für die Ultraschallschwingungen des Sensorelementes 24' den Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung 11". Eine Sender-/Empfängerfläche 24'a des Sensorelementes 24' und die Innenseite 13e der Wand 13d sind in dem Abstand 10' angeordnet. Eine Änderung dieses Abstands 10' ist ein Maß einer Änderung des Abstands 10 zwischen den Koppelstellen 6 und 7. Auf diese Weise kann die Verschleißsensorvorrichtung 11" mit dem Ultraschallsensor als Sensorelement 24' die Veränderungen des Abstands 10 erfassen.The
Der Faltenbalg 20 ist mit seinem ersten Dichtungsendabschnitt 20a im Bereich des ersten Rohrendes 25a des Gehäuserohrs 25 und mit seinem zweiten Dichtungsendabschnitt 20b im Bereich des Befestigungsendes 26a der Halterung 26 befestigt. Das Rohrende 25a ist hier als verdickter Kragen ausgebildet.The bellows 20 is with its first
Die Bewegung der Zangenhebel 2, 3 bei einem Bremsvorgang bewirkt eine Veränderung des Abstands 10, welche auf die Verschleißsensorvorrichtung 11" übertragen wird. Dabei wird diese teleskopartig auseinandergezogen bzw. wieder zusammengeschoben. Dadurch wird der Abstand 10' zwischen der Sender-/Empfängerfläche 24'a des Sensorelementes 24' und der Innenseite 13e der Wand 13d in gleicher Weise wie der Abstand 10 verändert. Diese Veränderung wird mittels des Ultraschallsensors mit dem Sensorelement 24' erfasst.The movement of the caliper levers 2, 3 during a braking process causes a change in the
Der Ultraschallsensor mit dem Sensorelement 24' bildet den kontaktlosen Entfernungsmesssensor. Die Verbindungsstrecke 12a, z.B. eine elektrische Leitung zur Stromversorgung und Signalübertragung, ist mit der Auswerteeinheit 12 verbunden.The ultrasonic sensor with the sensor element 24' forms the contactless distance measuring sensor. The connecting
Anstelle eines kontaktlosen Entfernungsmesssensors kann in einer Ausführung auch ein kontaktbehafteter Entfernungsmesssensor mit mindestens einem elektromechanischen Kontakt vorgesehen sein. Dieser Kontakt wird dann je nach Kontaktausführung ob Schließer- oder Öffnerkontakt geschlossen oder geöffnet, wenn ein Abstand erreicht ist, der einem bestimmten, z.B. maximalen Verschleißwert entspricht.In one embodiment, instead of a contactless distance measuring sensor, a contact-type distance measuring sensor with at least one electromechanical contact can also be provided. This contact is then closed or opened, depending on the contact design, whether it is a normally open or normally closed contact, when a distance is reached that corresponds to a certain, e.g. maximum, wear value.
Ein solcher Kontakt kann aber auch in einer anderen Ausführung als elektromechanischer Kontakt in dem Sensorgehäuse 27 angeordnet sein, wobei dieser Kontakt von einem Betätiger bei einem vorher eingestellten Abstand, der dem bestimmten Verschleißwert entspricht, betätigt wird. Ein solcher elektromechanische Kontakt kann beispielsweise ein so genannter Schnappschalter, Mikroschalter oder Endschalter sein.However, such a contact can also be arranged in another embodiment as an electromechanical contact in the
Es können auch mehrere Kontakte vorgesehen sein, welche verschiedenen Verschleißstufen zugeordnet sind, z.B. a) Anzeige, dass ein Verschleiß bald bevorsteht, b) Anzeige, dass ein Verschleiß einen Wechsel erfordert, c) Warnung, dass ein Verschleißendwert erreicht ist und ein Weiterfahrt nicht mehr möglich ist.Several contacts can also be provided, which are assigned to different levels of wear, e.g is possible.
Der Betätiger kann z.B. eine mit dem Rohr 25 fest verbundene Stange oder ein an der Innenseite des Rohrs 25 angeordneter Schaltnocken sein.The actuator can be, for example, a rod firmly connected to the
Ein solcher mechanischer Kontakt kann auch als zusätzliches, redundantes Bauelement vorgesehen sein.Such a mechanical contact can also be provided as an additional, redundant component.
Aufgetragen ist das Messsignal S eines oder mehrerer Sensorelemente 24, 24' der Verschleißsensorvorrichtung 11, 11', 11" der Bremszangeneinheit 1, 1' als Funktion der Zeit t. Das Messsignal S wird von der Auswerteeinheit 12 empfangen, verstärkt und ausgewertet. Auswertungsergebnisse werden von der Auswerteeinheit 12 an passende Anzeige-, Datenverarbeitungs- und Speichereinrichtungen weitergeleitet.The measurement signal S of one or
Das Messsignal S zeigt die Veränderungen des Abstands 10 und entspricht der Summe aus Verschleiß der Bremsbeläge 4, 5, der Bremsscheibe und dem Lüftspiel.The measurement signal S shows the changes in the
Ein Belagverschleißgraph 28 verläuft wie eine Dreieckfunktion ansteigend bis zu einem maximalen Verschleißwert Belagverschleiß 29, bei welchem dann Belagwechsel 30 der Bremsbeläge 4, 5 stattfindet.A
Ein Scheibenverschleißgraph 31 weist ein längliches Sägezahnprofil auf. Ein Wechsel der Bremsscheibe ist als Scheibenwechsel 32 erst nach etlichen Belagwechseln 30 erforderlich, wenn ein maximaler Scheibenverschleiß 33 vorliegt.A
Ein Gesamtverschleiß 34 beinhaltet die Summe von Belagverschleiß 29 und Scheibenverschleiß 33.
Die Form des Messsignals 3 des Bremsbelagverschleißes 31 ist ebenfalls ein Sägezahnprofil, aber die Bremsbeläge 4, 5 müssen häufiger gewechselt werden als die Bremsscheibe.The form of the
Mittels der kontinuierlichen Erfassung des Messsignals dem Verschleiß entsprechend kann eine ständige Überwachung des Verschleißes auf Besonderheiten und solche Ereignisse wie frühzeitiger oder abnormer Verschleiß schnell festgestellt werden.By means of the continuous detection of the measurement signal according to the wear, a constant monitoring of the wear for special features and such events as premature or abnormal wear can be quickly determined.
In
In einem ersten Verfahrensschritt VS1 werden die Ausgangsstellung und die Veränderungen des Abstands 10 der Koppelstellen 6, 7 der Zangenhebel 2, 3 bei Bremsvorgängen mit mindestens einer Verschleißsensorvorrichtung 11, 11', 11" erfasst.In a first method step VS1, the initial position and the changes in the
Die mindestens eine Verschleißsensorvorrichtung 11, 11' ist ein Drehwinkelsensor und erfasst Drehwinkeländerungen proportional zu Längenänderungen des Abstands 10 der Koppelstellen 6, 7 der Zangenhebel 2, 3.The at least one
Die mindestens eine Verschleißsensorvorrichtung 11" kann auch einen kontaktlosen Entfernungsmesssensor aufweisen, der Längenänderungen eines Abstands 10' zwischen einem Sensorelement 24' des kontaktlosen Entfernungsmesssensors und einem Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung 11" erfasst.The at least one
Das Sensorelement 24' ist hier ein Ultraschallsensor, welcher mit der Innenseite 13e der Wand 13d einer Ausnehmung 13b in der Befestigungsplatte 13a des ersten Befestigungselementes 13, in welche das Gehäuserohr 25 befestigt ist, zusammenwirkt. Dabei bildet die Innenseite 13e der Wand 13d als Reflexionsfläche für die Ultraschallschwingungen des Sensorelementes 24' den Bezugsabschnitt der Verschleißsensorvorrichtung 11". Eine Sender-/Empfängerfläche 24'a des Sensorelementes 24' und die Innenseite 13e der Wand 13d sind in dem Abstand 10' angeordnet. Eine Änderung dieses Abstands 10' ist ein Maß einer Änderung des Abstands 10 zwischen den Koppelstellen 6 und 7.The sensor element 24' is an ultrasonic sensor here, which interacts with the inside 13e of the
Die mindestens eine Verschleißsensorvorrichtung 11, 11', 11" erzeugt in einem zweiten Verfahrensschritt VS2 Messsignale S anhand der erfassten Messwerte und leitet diese an eine Auswerteeinheit 12.In a second method step VS2, the at least one
Die Auswerteeinheit 12 wertet die Messsignale S in einem dritten Verfahrensschritt VS3 derart aus, dass die in den Messsignalen S aufsummierten Verschleißwerte für Belagverschleiß und Scheibenverschleiß der Bremszangeneinheit 1 ermittelt werden.In a third method step VS3, the
Die Verschleißwerte werden sodann mit vorher gespeicherten Grenzwerten für Belagwechsel und Scheibenwechsel verglichen. Entsprechend der Vergleichsergebnisse werden Anzeigen, Warnungen, usw. auf passenden Medien ausgegeben.The wear values are then compared with previously stored limit values for changing pads and discs. According to the comparison results, advertisements, warnings, etc. are issued on suitable media.
Außerdem können die Messsignale derart ausgewertet werden, dass Informationen über die Strecke oder den Sinuslauf, welcher den Zugradsatz kontinuierlich aus seiner Ausgangsposition auslenkt, ermittelt werden.In addition, the measurement signals can be evaluated in such a way that information about the route or the sine curve, which continuously deflects the train wheel set from its starting position, is determined.
Bei einer Anordnung von zwei oder mehr Verschleißsensorvorrichtungen 11, 11', 11" können deren Messsignale untereinander zur Plausibilisierung der ermittelten Verschleißwerte verwendet werden.With an arrangement of two or more
Zudem können die von den Verschleißsensorvorrichtungen 11, 11', 11" gelieferten Messsignale ebenfalls dazu verwendet werden, den Verlust eines Bremsbelags 4, 5 zu erfassen oder/und zu prüfen, ob die Bremszangeneinheit 1, 1' betätigt oder gelöst ist.In addition, the measurement signals supplied by the
Aus all den erfassten Messwerten und daraus ermittelten Verschleißwerten kann die Auswerteeinheit 12 zudem anhand von Vergleichswerten einen Verschleiß der gesamten Bremszangeneinheit 1, 1' ermitteln.The
Die Verschleißsensorvorrichtungen 11, 11', 11" können sowohl an der konventionellen Bremszangeneinheit 1 nach
Die Erfindung ist durch das oben angegebene Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.The invention is not limited by the embodiment given above, but can be modified within the scope of the claims.
So ist es z.B. denkbar, dass anstelle des Ultraschallsensors im zweiten Ausführungsbeispiel ein Radarsensor oder/und ein optischer Entfernungsmesssensor, z.B. ein Infrarotentfernungssensor, zur Anwendung kommen kann.For example, it is conceivable that instead of the ultrasonic sensor in the second exemplary embodiment, a radar sensor and/or an optical distance measuring sensor, e.g. an infrared distance sensor, can be used.
Eine andere Alternative besteht darin, die Tiefenmesslösung eines Messschiebers anzupassen.Another alternative is to adapt the depth measurement solution of a vernier caliper.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bremszangeneinheitbrake caliper unit
- 2, 32, 3
- Zangenhebelpincer lever
- 2a, 3a; 2b, 3b2a, 3a; 2b, 3b
- Gelenkjoint
- 4, 54, 5
- Bremsbelagbrake pad
- 6, 76, 7
- Koppelachsecoupling axis
- 88th
- Bremszylinderbrake cylinder
- 99
- Nachstellermoduladjuster module
- 10, 10'10, 10'
- AbstandDistance
- 11, 11', 11"11, 11', 11"
- Verschleißsensorvorrichtungwear sensor device
- 11a11a
- Sensorachsesensor axis
- 1212
- Auswerteeinheitevaluation unit
- 12a12a
- Verbindungsleitungconnection line
- 13, 1413, 14
- Befestigungselementfastener
- 13a, 14a13a, 14a
- Befestigungsplattemounting plate
- 13b13b
- Öffnungopening
- 13c13c
- Ausnehmungrecess
- 13d13d
- WandWall
- 13e13e
- Innenseiteinside
- 1515
- Sensorgehäusesensor housing
- 15a15a
- WandWall
- 15b15b
- Stirnplattefaceplate
- 15c15c
- Innenrauminner space
- 15d15d
- Öffnungopening
- 15e15e
- Kragencollar
- 15f15f
- Dichtungpoetry
- 1616
- GehäuseHousing
- 16a16a
- Lagergehäusebearing housing
- 16b16b
- Gehäuserohrhousing tube
- 16c16c
- AbsatzUnit volume
- 16d16d
- Zwischenplatteintermediate plate
- 1717
- Gewinderohrthreaded pipe
- 17a, 17b17a, 17b
- EndeEnd
- 1818
- Gewindespindellead screw
- 18a, 18b18a, 18b
- Spindelendespindle end
- 18c18c
- Lagerabschnittstorage section
- 18d18d
- Halterungbracket
- 18d18d
- Lagerplattebearing plate
- 18e18e
- HalteplatteRetaining plate
- 1919
- Außengewindeexternal thread
- 19a19a
- Innengewindeinner thread
- 2020
- Faltenbalgbellows
- 20a, 20b20a, 20b
- Dichtungsendabschnittseal end section
- 2121
- Lagerwarehouse
- 2222
- DrehverbindungSlewing Ring
- 22a22a
- Mitnehmerdriver
- 2323
- Getriebetransmission
- 24, 24'24, 24'
- Sensorelementsensor element
- 24'a24'a
- Sender-/Empfängerflächetransmitter/receiver area
- 2525
- RohrPipe
- 25a, 25b25a, 25b
- Rohrendepipe end
- 2626
- Halterungbracket
- 26a26a
- Befestigungsendefastening end
- 26b26b
- Halterungsendebracket end
- 2727
- Sensorgehäusesensor housing
- 27a27a
- Befestigungsabschnittattachment section
- 2828
- Belagverschleißgraphpad wear graph
- 2929
- Belagverschleißlining wear
- 3030
- Belagwechselpad change
- 3131
- Scheibenverschleißgraphdisc wear graph
- 3232
- Scheibenwechseldisc change
- 3333
- Scheibenverschleißdisc wear
- 3434
- Gesamtverschleiß total wear
- SS
- Messsignalmeasurement signal
- SBSB
- Schaubildgraph
- tt
- Zeittime
- VS1, VS2, VS3VS1, VS2, VS3
- Verfahrensschrittprocess step
- x, y, zx, y, z
- Koordinatencoordinates
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2018/178018 A1 [0004]WO 2018/178018 A1 [0004]
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DE102021112130.2A DE102021112130A1 (en) | 2021-05-10 | 2021-05-10 | Brake caliper unit with a wear sensor device, and method for detecting wear of brake pads and brake disc of a brake caliper unit of a disc brake |
SE2250516A SE2250516A1 (en) | 2021-05-10 | 2022-04-29 | Caliper unit with a wear sensor device, and method for registering wear on brake pads and brake disc of a caliper unit of a disc brake |
FR2204229A FR3122710A1 (en) | 2021-05-10 | 2022-05-04 | Brake caliper unit with wear sensor system and method for recording wear of brake linings and brake disc of a caliper unit of a disc brake |
ATA50311/2022A AT525000B1 (en) | 2021-05-10 | 2022-05-05 | Brake caliper unit with a wear sensor device and method for detecting wear of brake pads and brake disc of a brake caliper unit of a disc brake |
CN202210504528.7A CN115325060A (en) | 2021-05-10 | 2022-05-10 | Brake caliper unit and method for detecting wear of brake linings and brake discs of a brake caliper unit of a disc brake |
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---|---|---|---|---|
US20050155825A1 (en) | 2002-04-02 | 2005-07-21 | Erich Fuderer | Brake application device comprising an electrically actuated wear-adjusting emergency release and auxiliary release device |
DE102004045846A1 (en) | 2004-09-20 | 2006-03-23 | Faiveley Transport Remscheid Gmbh | Device for supervision of function of brake disk of vehicle, comprising sensor units for each brake lining |
WO2013144037A1 (en) | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Disk brake having a sensor device and method for determining wear and an actuation stroke of a corresponding disk brake |
DE102013112527A1 (en) | 2013-11-14 | 2015-05-21 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Monitoring device and vehicle brake with a monitoring device |
WO2018178018A1 (en) | 2017-03-27 | 2018-10-04 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Disk brake device of a vehicle having brake-pad wear sensing |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
FR2646485B1 (en) * | 1989-04-28 | 1991-08-23 | Sime Ind | SELF-ADJUSTABLE OPENING BRAKE AND WEAR COMPENSATOR |
US5255760A (en) * | 1991-10-02 | 1993-10-26 | Inventio Ag | Apparatus for detecting and signaling the function and status of an elevator safety brake |
DE4330440A1 (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-09 | Knorr Bremse Ag | Force generating device for generating a reversible working stroke |
PL3150458T3 (en) * | 2015-09-29 | 2018-07-31 | Kes Keschwari Electronic Systems Gmbh & Co. Kg | Brake cylinder with integrated wear adjuster for rail vehicles |
JP7262992B2 (en) * | 2018-12-17 | 2023-04-24 | ナブテスコ株式会社 | Wear amount calculation device, abnormal wear determination device, and brake device |
CN110803153A (en) * | 2019-11-04 | 2020-02-18 | 江苏理工学院 | Disc type brake system monitoring device of rail transit vehicle |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050155825A1 (en) | 2002-04-02 | 2005-07-21 | Erich Fuderer | Brake application device comprising an electrically actuated wear-adjusting emergency release and auxiliary release device |
DE102004045846A1 (en) | 2004-09-20 | 2006-03-23 | Faiveley Transport Remscheid Gmbh | Device for supervision of function of brake disk of vehicle, comprising sensor units for each brake lining |
WO2013144037A1 (en) | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Disk brake having a sensor device and method for determining wear and an actuation stroke of a corresponding disk brake |
DE102013112527A1 (en) | 2013-11-14 | 2015-05-21 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Monitoring device and vehicle brake with a monitoring device |
WO2018178018A1 (en) | 2017-03-27 | 2018-10-04 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Disk brake device of a vehicle having brake-pad wear sensing |
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