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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags für eine Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe, auf ein Bremssystem aufweisend ein solches System und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems. Dabei weist das System ein Verschleißelement auf, das in den Bremsbelag eingesetzt ist und durch das ein Verschleiß des Bremsbelags erfassbar ist.
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Die Ermittlung des Bremsbelagverschleißes ermöglicht es, den Bremsbelagverschleiß bei einem Fahrzeug mit mindestens einer Reibungsbremse anzuzeigen und beim Erreichen einer zuvor definierten Verschleißgrenze des Bremsbelags einen Hinweis auf einen notwendigen Wechsel des Bremsbelags über einen Verschleißanzeiger zu geben. Dies kann bspw. über eine Warnlampe oder auf einem Display im Fahrzeug angezeigt werden. Durch das rechtzeitige Anzeigen des anstehenden Wechsels des Bremsbelags bzw. der Bremsbeläge kann verhindert werden, dass die Reibungsbremse ausfällt oder die Bremsscheibe durch eine Trägerplatte des Bremsbelags beschädigt bzw. zerstört wird.
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Ein derartiges System ist aus der
DE 102018107158 A1 bekannt. Dafür ist das Verschleißelement ferromagnetisch ausgebildet. Das Messsystem umfasst einen Permanentmagneten und einen Magnetfeldsensor, die so angeordnet sind, dass sich das Verschleißelement in einem Feld des Permanentmagneten befindet und der Magnetfeldsensor eine von dem Verschleiß des Verschleißelements beeinflusste Magnetfeldstärke erfasst.
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Die Offenlegungsschrift
DE 1 680 104 A offenbart eine Funktions-Überwachung für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, wobei die Messwertgeber der Bremsbeläge in drei Weg-Bereichen unterschiedliche Aussagen liefern, die in einem nachgeschalteten Messverstärker auf ihre Wertigkeit hin verglichen werden, derart, dass bei Ungleichheit der Aussagen eine zentrale Störmeldung erfolgt. Dabei sind in die Bremsbeläge Dauermagnete eingelassen, die Reed-Kontakte betätigen oder in Feldplatten und Hall-Generatoren Widerstandsänderungen hervorrufen.
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Die Patentschrift
DE 25 36 581 C2 zeigt eine elektronische Anzeigevorrichtung mit einem Permanentmagneten für die Verschleißüberwachung eines auf einem feststehenden Teil gleitend beweglichen Teiles, wobei der Permanentmagnet in der Wand des beweglichen Teiles hinter einer dem zulässigen Verschleißmaß entsprechenden Schicht aus magnetisierbarem Werkstoff angeordnet ist und der Permanentmagnet bei einem durch Verschleiß erfolgenden Freiwerden mit einer ihm im festen Teil gegenüberliegenden Induktionsspule zur Erzeugung eines Schaltsignales zusammenwirkt.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags für eine Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe zu schaffen, wobei das System verbesserte Eigenschaften aufweist, sowie ein Bremssystem aufweisend ein solches System und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems zu schaffen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das System, nur für das Bremssystem oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das System als auch für das Bremssystem und für das Verfahren zur Herstellung selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Das erfindungsgemäße System ist zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags für eine Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe ausgebildet bzw. konfiguriert. Das System weist einen Bremsbelag und ein Verschleißelement auf, das in den Bremsbelag eingesetzt ist bzw. darin angeordnet ist. Das Verschleißelement ist vorteilhaft in Richtung zu einer Bremsscheibe hin angeordnet bzw. weist mit einer Längsachse in diese Richtung. Durch das Verschleißelement ist ein Verschleiß des Bremsbelags erfassbar bzw. ermittelbar bzw. kann gemessen werden. Das Verschleißelement ist ein Permanentmagnet. Zusätzlich weist das System eine Sensoranordnung auf, die dem Permanentmagnet zugeordnet ist. Durch die Sensoranordnung ist eine Magnetfeldstärke des Permanentmagneten erfassbar, die von einem Verschleiß des Permanentmagneten beeinflusst wird, insbesondere mit zunehmendem Verschleiß geringer wird.
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Als Bremsbelag wird hier eine Bremsbelagsmasse bezeichnet, die vorzugsweise auf einem Trägerelement aufgenommen ist.
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Als Permanentmagnet, auch Dauermagnet genannt, wird hier ein Magnet bezeichnet, der nach einer Magnetisierung diese über lange Zeit bzw. auf Dauer beibehält. Das Verschleißelement kann dabei teilweise oder vollständig ein Permanentmagnet sein bzw. teilweise oder vollständig aus permanentmagnetischem Material bestehen. Die Verwendung eines Permanentmagneten als Verschleißelement ermöglicht eine Einfachheit, eine kompakte Bauweise und somit einen kostengünstigen Aufbau bzw. eine Konstruktion des Systems, insbesondere im Unterschied zu einem nicht-erfindungsgemäßen System mit keinem permanentmagnetischen Verschleißelement. Der Permanentmagnet wird also verschlissen bei Abnutzung des Bremsbelags, und dies kann an der Sensoranordnung erfasst werden.
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Der Permanentmagnet bzw. das permanentmagnetische Material kann eine metallische Legierung aus Eisen, Nickel und Aluminium mit Zusätzen aus Cobalt, Mangan und/oder Kupfer oder auch keramischen Werkstoffen sein bzw. aufweisen. Vorteilhaft kann der Permanentmagnet eine zum Bremsbelag ähnliche, insbesondere identische, Verschleißbeständigkeit aufweisen. Eine Beschädigung einer Bremsscheibe beim Verschleißen sollte vermieden werden.
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Die Sensoranordnung kann auf einer der Bremsscheibe abgewandten Seite des Bremsbelags angeordnet sein. Alternativ kann die Sensoranordnung seitlich neben dem Bremsbelag angeordnet sein. Zumindest ein Teil der Sensoranordnung liegt innerhalb des Magnetfeldes des Permanentmagnetes, sodass die Magnetfeldstärke des Permanentmagneten erfassbar ist.
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Mit zunehmendem Verschleiß des Bremsbelags wird das Verschleißelement bzw. der Permanentmagnet, insbesondere gleichermaßen, abgeschliffen und somit das von ihm erzeugte Magnetfeld schwächer. Dies erfasst die Sensoranordnung, insbesondere stufenlos. Somit wird ein von der Sensoranordnung erfasstes Signal einer magnetischen Feldstärke proportional mit zunehmendem Belagverschleiß geringer bzw. schwächer. Aus dem Signal bzw. der erfassten magnetischen Feldstärke des Permanentmagneten lässt sich ein, insbesondere eindeutiger, Belagverschleißwert bzw. eine, insbesondere eindeutige, Restdicke des Bremsbelags ableiten bzw. anzeigen. Dabei kann grundsätzlich eine Verschleißgrenze beliebig gewählt werden, also bei einer beliebigen Signalstärke des Magnetfelds liegen. Alternativ kann auch erst das vollständige Abschleifen des Permanentmagneten als Signal angesehen werden, dass der Bremsbelag ausgetauscht werden muss, wenn also kein Signal mehr vorhanden ist. Das ist sehr gut erkennbar. Vorteilhaft ist es möglich, aufgrund des bekannten Verlaufs der Signalstärke mindestens eine Vorwarnung auszugeben, vorteilhaft in Stufen abhängig vom erfolgten Belagverschleiß.
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Es ist auch möglich, dauerhaft eine Änderung bzw. Abnahme der Dicke des Bremsbelags anzuzeigen. Das kann dazu genutzt werden, eine Verbindung zwischen Fahrstil oder Beladung und Bremsabnutzung anzuzeigen.
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Der Verschleiß des Permanentmagneten kann entweder bereits zu Beginn, insbesondere zeitgleich, des Verschleißes des Bremsbelags oder erst nach Erreichen einer definierten Bremsbelagdicke erfolgen bzw. eintreten.
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Der Bremsbelag kann ein gebräuchlicher Bremsbelag sein bzw. anwendungsspezifisch zusammengesetzt sein. Hier wird auf den Stand der Technik verwiesen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Permanentmagnet in eine vorgefertigte Ausnehmung im Bremsbelag eingebracht. Die Ausnehmung ist vorzugsweise in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bremsscheibe in den Bremsbelag eingebracht. Dies ermöglicht ein besonders einfaches, fertigungstechnisch vorteilhaftes und somit kostengünstiges Einbringen des Permanentmagneten in den Bremsbelag. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausnehmung als Durchgangsloch im Bremsbelag ausgebildet sein, alternativ als Sackloch.
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Die Ausnehmung im Bremsbelag kann bereits bei der Herstellung des Bremsbelags, insbesondere durch die Verwendung einer Form, vorgesehen sein. Das vereinfacht die Herstellung. Alternativ kann sie nachträglich eingebracht werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Permanentmagnet ein permanentmagnetischer Werkstoffverbund. Der permanentmagnetische Werkstoffverbund kann vorzugsweise ein Kunststoffmaterial und ein permanentmagnetisches Material aufweisen.
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Das Kunststoffmaterial kann insbesondere ein duroplastisches Material sein, wie z.B. ein Phenoplast bzw. ein Phenolharz. Dies ermöglicht einen permanentmagnetische Werkstoffverbund, insbesondere im Vergleich zu einem reinen Permanentmagneten. Zudem ermöglicht dies, dass der permanentmagnetische Werkstoffverbund besonders einfach in den Bremsbelag bzw. in die Ausnehmung eingespritzt werden kann. Das permanentmagnetische Material kann vorzugsweise in Form eines Pulvers bzw. eines Granulats sein. Dies ermöglicht ein besonders einfaches, fertigungstechnisch vorteilhaftes und somit kostengünstiges Einbringen des Permanentmagneten in den Bremsbelag.
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Insbesondere kann der Permanentmagnet ein reiner permanentmagnetischer Werkstoffverbund sein, also ohne Kunststoff. Dann kann er vorteilhaft separat hergestellt sein und in den Belag eingebracht werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sensoranordnung einen Magnetfeldsensor auf. Der Magnetfeldsensor ist nahe an einer der Bremsscheibe bzw. der freien Oberfläche des Bremsbelags abgewandten Stirnseite des Permanentmagnets angeordnet. Dabei ist der Magnetfeldsensor vorzugsweise in Verlängerung einer Längsachse des Permanentmagneten senkrecht zum Bremsbelag angeordnet. Auch diese konstruktionstechnische Maßnahme ist fertigungstechnisch und funktionell sowie hinsichtlich Erzielung einer kompakten Bauform von Vorteil.
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Der Magnetfeldsensor kann an einer Trägerplatte des Bremsbelags bzw. in einer Ausnehmung einer Trägerplatte des Bremsbelags angeordnet bzw. angebracht bzw. befestigt sein.
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Der Magnetfeldsensor kann vorteilhaft ein Hall-Sensor sein, alternativ ganz allgemein ein Sensor, der eine Magnetfeldstärke und/oder eine Änderung einer Magnetfeldstärke erkennen kann. Es kann ein Halbleitersensor oder sogar ein elektromechanischer Sensor sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Magnetfeldsensor gemeinsam mit dem Permanentmagnet als eine Baueinheit ausgebildet. Dabei ist die Baueinheit im Bremsbelag oder an der Trägerplatte befestigt. Insbesondere kann die Baueinheit unlösbar im Bremsbelag oder in der Trägerplatte befestigt sein. Auch diese konstruktionstechnische Maßnahme ist fertigungstechnisch und funktionell sowie hinsichtlich Erzielung einer kompakten Bauform von Vorteil.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sensoranordnung einen drahtlosen Sender zum Senden eines Signals von der Sensoranordnung an eine getrennte Elektronik eines Fahrzeugs auf. Der drahtlose Sender ist nahe dem Magnetfeldsensor angeordnet, vorzugsweise direkt daran, und mit diesem verbunden.
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Die getrennte Elektronik befindet sich in Reichweite des drahtlosen Senders. Dies kann bspw. im Radkasten eines Fahrzeugs sein oder nahe der Elektronik eines Reifendruckkontrollsystems (englisch Tire Pressure Monitoring System, TPMS). Insbesondere kann die getrennte Elektronik der Elektronik des Reifendruckkontrollsystems entsprechen bzw. diese sein. So kann Aufwand für Bauteile eingespart werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sensoranordnung einen Controller auf. Der Controller kann Signale der Sensoranordnung auswerten. Zusätzlich kann der Controller den drahtlosen Sender ansteuern.
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Zusätzlich oder alternativ weist die Sensoranordnung einen RFID-Transponder zur Signalübertragung auf. Der RFID-Transponder ist zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten mit Radiowellen ausgebildet bzw. konfiguriert. Dies ermöglicht, dass der Bremsbelag einem Hersteller zugeordnet und somit als Originalteil erkannt werden kann. Das Empfangen bzw. Auslesen des RFID-Transponders kann entweder durch ein dafür eingebautes, separates Steuergerät oder durch ein bereits bestehendes System im Fahrzeug erfolgen. Zum Beispiel kann das Auslesen des RFID-Transponders durch die Antenne bzw. das Steuergerät (englisch: Electronic Control Unit, ECU) des vorgenannten Reifendruckkontrollsystems erfolgen.
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Der RFID-Transponder kann mit an den Permanentmagnet angespritzt sein, vorteilhaft bildet er ähnlich wie zum Magnetfeldsensor beschrieben eine Baueinheit mit ihm, ggfs. auch mit dem drahtlosen Sender.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist das System ein Trägerelement auf, das zur Aufnahme des Bremsbelags ausgebildet ist. In dem Trägerelement des Bremsbelags ist auf der dem Bremsbelag zugewandten Seite eine zum Permanentmagneten koaxiale Ausnehmung eingebracht. Dabei ist mindestens ein Teil der Sensoranordnung als Baueinheit in die Ausnehmung im Trägerelement eingesetzt. Die Ausnehmung kann ein Durchgangsloch, insbesondere eine Durchgangsbohrung, sein.
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Der Bremsbelag ist mit dem Trägerelement, insbesondere unlösbar, verbunden. Der Bremsbelag kann auf das Trägerelement geklebt, genietet, eingegossen oder formschlüssig befestigt sein. Der Bremsbelag kann pulverförmig auf dem Trägerelement aufgetragen und anschließend gesintert werden.
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Das Trägerelement kann als eine Trägerplatte ausgebildet sein. Die Trägerplatte kann aus, insbesondere pulverbeschichtetem, Stahl sein.
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Zusätzlich kann auf dem Trägerelement eine Dämmplatte, insbesondere eine Geräuschdämmplatte, aus Metall oder Kunststoff angebracht sein. Die Dämmplatte kann die Geräuschübertragung in das Fahrzeuginnere minimieren.
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Das erfindungsgemäße Bremssystem ist als Reibungsbremse ausgebildet und weist das erfindungsgemäße System und eine Bremsscheibe auf.
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Zusätzlich kann das Bremssystem einen Bremssattel und/oder einen Bremskolben aufweisen bzw. umfassen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Systems wird in den Bremsbelag mindestens ein permanentmagnetisches Verschleißelement eingebracht.
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Das Verfahren umfasst bzw. weist den Schritt a) auf: Einbringen von Permanentmagnet und/oder Magnetfeldsensor in den Bremsbelag.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird im Schritt a) der Permanentmagnet als vorgefertigte Baueinheit in den Bremsbelag eingesetzt. Alternativ wird im Schritt a) der Permanentmagnet, insbesondere als permanentmagnetischer Werkstoffverbund, in den Bremsbelag eingespritzt.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:
- 1 eine seitliche Schnittansicht eines Systems zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine seitliche Schnittansicht eines Systems zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine seitliche Schnittansicht eines Systems zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine seitliche Schnittansicht eines Systems zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
- 5 eine seitliche Schnittansicht der ersten Ausführungsform gemäß 1 mit einem Bremsbelag mit deutlichem Verschleiß.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Wie in der 1 veranschaulicht ist, weist das erfindungsgemäße System 1 zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags 2 einer Reibungsbremse mit einer Bremsscheibe 3 ein Permanentmagnet 5 als Verschleißelement und eine Sensoranordnung 6 auf. Der Permanentmagnet 5 ist, wie gezeigt, in den Bremsbelag 2 eingesetzt, wobei der Permanentmagnet 5 in Richtung zu der Bremsscheibe 3 hin angeordnet ist. Durch den Permanentmagnet 5 bzw. dessen Verschleiß gemeinsam mit dem Bremsbelag 2 ist ein Verschleiß des Bremsbelags 2 erfassbar.
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Das erfindungsgemäße System 1 beinhaltet, wie gezeigt, eine Sensoranordnung 6. Dabei ist die Sensoranordnung 6 dem Permanentmagnet 5 zugeordnet. Die Sensoranordnung 6 ist ein Hall-Sensor. Durch die Sensoranordnung 6 ist eine Magnetfeldstärke des Permanentmagneten 5 erfassbar. Die Magnetfeldstärke des Permanentmagneten 5 wird von seinem Verschleiß beeinflusst. Das System 1 weist einen Bremsbelag 2 und vorteilhaft ein Trägerelement 13 auf, wie in den Ausführungen gezeigt. Das Trägerelement 13 ist zur Aufnahme des Bremsbelags 2 ausgebildet bzw. der Bremsbelag 2 ist an dem Trägerelement 13 angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Bremssystem 16 ist als Reibungsbremse ausgebildet und weist eine übliche Bremsscheibe 3 und das erfindungsgemäße System 1 auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1 weist folgenden Schritt auf: Einbringen eines Permanentmagneten 5 in den Bremsbelag 2. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren den Schritt a) aufweisen: Einbringen eines Magnetfeldsensors 8 in den Bremsbelag 2 und/oder in das Trägerelement 13.
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Zur Ermittlung eines Verschleißes des Bremsbelags 2 erfasst die Sensoranordnung 6 die Magnetfeldstärke des Permanentmagneten 5. Mit zunehmendem Verschleiß des Bremsbelags 2 wird der Permanentmagnet 5 abgeschliffen bzw. abgetragen. Dabei verschleißen der Permanentmagnet 5 und der Bremsbelag 2 in eine Verschleißrichtung 19. Die Verschleißrichtung 19 verläuft dabei in entgegengesetzter Richtung zu einer Anpresskraft des Bremsbelags 2 gegen die Bremsscheibe 3. Durch den Verschleiß bzw. den Abtrag des Permanentmagneten 5 wird das von ihm erzeugte Magnetfeld schwächer. Diese Abschwächung des Magnetfeldes wird von der Sensoranordnung 6 erfasst. In den gezeigten Ausführungsformen wird das von der Sensoranordnung 6 erfasste Signal der magnetischen Feldstärke proportional mit zunehmendem Bremsbelagverschleiß geringer, siehe als Vergleich die 5.
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In der gezeigten Ausführungsform gemäß der 1 befindet sich der Bremsbelag 2 in einem nicht verschlissenen Zustand mit einer Dicke 2D, also in einem Zustand vor dem ersten Gebrauch.
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Die 5 hingegen zeigt den Bremsbelag 2 gemäß der Ausführungsform von 1 in einem verschlissenen Zustand mit einer verbliebenen Dicke bzw. Restdicke 2R.
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In vorteilhaften Ausführungsformen weist der Permanentmagnet 5 einen über den Verlauf der Verschleißrichtung 19 konstanten Querschnitt auf, wie in den 1 bis 5 gezeigt ist. Der Permanentmagnet 5 ist in der Form eines Rundstabs ausgebildet. In alternativen Ausführungen kann der jeweilige Permanentmagnet 5 eine andere Form bzw. einen anderen Querschnitt aufweisen.
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In der 1 entspricht die Länge 5D des Permanentmagneten 5 der Dicke 2D des Bremsbelags 2. Dies ermöglicht, dass der Verschleiß des Bremsbelags 2 über seine gesamte Dicke 2D erfassbar ist.
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Die 2 entspricht der Ausführungsform gemäß 1 mit Ausnahme der Länge 5D` des Permanentmagneten 5. In den 2 und 3 ist jeweils die Länge 5D` des Permanentmagneten 5 kleiner als die Dicke 2D des Bremsbelags 2. Dies hat zur Folge, dass der Permanentmagnet 5 erst nach Erreichen eines gewissen Verschleißes bzw. eines Abtrags 2A verschlissen bzw. abgetragen wird. In anderen Worten: Die der Bremsscheibe 3 zugewandten Stirnseite des Permanentmagneten 5 ist gegenüber der der Bremsscheibe 3 zugewandten Stirnseite des Bremsbelags 2 in Verschleißrichtung 19 um den Wert 2A zurückgesetzt bzw. kürzer.
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In der 4 ist ebenfalls die der Bremsscheibe 3 zugewandten Stirnseite des Permanentmagneten 5 gegenüber der der Bremsscheibe 3 zugewandten Stirnseite des Bremsbelags 2 in Verschleißrichtung 19 um den Wert 2A zurückgesetzt, wobei die Länge 5D" des Permanentmagneten 5 im Vergleich zu den Ausführungen der 2 und 3 um die Dicke des Trägerelements 13 länger ist. In dieser Ausführungsform ragt der Permanentmagnet 5 in das Trägerelement 13 hinein. Somit kann die Sensoranordnung 6 auch außerhalb des Trägerelements 13 angeordnet sein.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 ist der jeweilige Permanentmagnet 5 in eine vorgefertigte Ausnehmung 7 im Bremsbelag 2 eingebracht. In vorteilhaften Realisierungen ist die Ausnehmung 7 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bremsscheibe 3 in den Bremsbelag 2 eingebracht ist, wie in den 1 bis 5 gezeigt. Zusätzlich oder alternativ ist die Ausnehmung 7 als Durchgangsloch im Bremsbelag 2 ausgebildet, wie in 1 gezeigt. In alternativen Ausführungen ist der jeweilige Permanentmagnet 5 seitlich außen an den Bremsbelag 2 angebracht oder bereits vor bzw. während der Herstellung des Bremsbelags 2 in diesen eingebracht.
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Die Geometrie der Ausnehmung 7 entspricht im Wesentlichen der Geometrie des Permanentmagneten 5.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 ist der jeweilige Permanentmagnet 5 ein permanentmagnetischer Werkstoffverbund. In vorteilhaften Realisierungen ist der Werkstoffverbund ein duroplastisches Kunststoffmaterial und ein permanentmagnetisches Material. Das permanentmagnetisches Material liegt vorzugsweise in Form eines Pulvers vor. In alternativen Ausführungsformen kann das duroplastisches Kunststoffmaterial ein anderes Material sein. Zudem kann das permanentmagnetische Material eine andere Form aufweisen. In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 ist der Permanentmagnet 5 in den Bremsbelag 2 eingespritzt. In vorteilhaften Realisierungen ist der jeweilige Permanentmagnet 5 ein permanentmagnetischer Werkstoffverbund, wie oben beschrieben. Zudem kann der jeweilige Permanentmagnet 5 in eine Ausnehmung im Bremsbelag 2 eingespritzt sein. In alternativen Ausführungsformen ist der Permanentmagnet 5 als ein Festkörper in den Bremsbelag 2 eingesetzt.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 weist die Sensoranordnung 6 einen Magnetfeldsensor 8 auf, wie in den 1 bis 5 gezeigt, insbesondere einen Hall-Sensor. Der Magnetfeldsensor 8 ist nahe an einer der Bremsscheibe 3 bzw. der freien Oberfläche des Bremsbelags 2 abgewandten Stirnseite 9 des Permanentmagnets 5 angeordnet. Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor 8 in Verlängerung einer Längsachse des Permanentmagneten 5 senkrecht zum Bremsbelag 2 angeordnet. Alternativ kann er auch seitlich versetzt sein, beispielsweise um besser an dem Trägerelement 13 angeordnet sein zu können.
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In vorteilhaften Realisierungen ist der Magnetfeldsensor 8 gemeinsam mit dem Permanentmagnet 5 als eine Baueinheit ausgebildet ist. Diese Baueinheit ist im Bremsbelag 2 befestigt.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 weist die Sensoranordnung 6, wie in den gezeigten Ausführungen, einen drahtlosen Sender 10 auf zum Senden eines Signals 11 von der Sensoranordnung 6 an eine getrennte Elektronik 12 auf. In alternativen Ausführungsformen werden die Signale nicht drahtlos übertragen. Die Sensoranordnung 6 kann eine Batterie als Energiespeicher aufweisen, evtl. auch für den Betrieb des Senders 10. Alternativ kann eine Anschlussleitung vorgesehen werden.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 weist die Sensoranordnung 6 einen Controller 17 auf, wie in den 2 und 3 gezeigt. Der Controller 17 kann Signale der Sensoranordnung 6 auswerten und ggfs. den Sender 10 ansteuern.
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Zusätzlich oder alternativ weist die Sensoranordnung 6 einen RFID-Transponder 18 auf, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Das Empfangen bzw. Auslesen des RFID-Transponders kann durch die getrennte Elektronik 12 erfolgen. In alternativen Ausführungsformen wird der RFID-Transponder durch die Antenne bzw. das Steuergerät des Reifendruckkontrollsystems empfangen bzw. ausgelesen oder durch ein weiteres, nicht abgebildetes Steuergerät.
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In weiteren, nicht gezeigten Realisierungen kann der RFID-Transponder 18 mit in den Permanentmagnet 5 eingespritzt sein, daran eingespritzt sein oder allgemein eine Baueinheit damit bilden.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des Systems 1 ist in einem Trägerelement 13 des Bremsbelags 2 auf der dem Bremsbelag 2 zugewandten Seite eine zum Permanentmagneten 5 koaxiale Ausnehmung 14 eingebracht. Dabei ist mindestens ein Teil der Sensoranordnung 6 als Baueinheit in die Ausnehmung 14 im Trägerelement 13 eingesetzt, wie in den 1 bis 3 und 5 gezeigt.
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In den 1, 2 und 5 ist der Magnetfeldsensor 8 gemeinsam mit dem drahtlosen Sender 10 in die Ausnehmung 7 im Bremsbelag 2 bzw. in die Ausnehmung 14 im Trägerelement 13 eingesetzt bzw. eingebracht.
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Die 3 entspricht der Ausführungsform gemäß 2 mit Ausnahme der Anordnung des drahtlosen Senders 10. In der 3 ist der drahtlose Sender 10 außen an einer Unterseite des Trägerelements 13 angeordnet, also an einer dem Bremsbelag 2 bzw. der Bremsscheibe 3 abgewandten Seite des Trägerelements 13.
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In der 4 entspricht die Anordnung des drahtlosen Senders 10 der Ausführungsform gemäß 3. Zudem ist in 4 der Magnetfeldsensor 8, gemeinsam mit dem drahtlosen Sender 10, an einer der Bremsscheibe 2 abgewandten Seite des Trägerelements 13 angebracht, also außerhalb davon. In alternativen Ausführungsformen kann der Magnetfeldsensor 8 seitlich außen an dem Trägerelement 13 angebracht sein.
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In den 1 bis 5 ist die Ausnehmung 14 im Trägerelement 13 als ein Durchgangsloch ausgebildet.
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In weiteren, nicht gezeigten Realisierungen kann der Permanentmagnet 5 auch etwas über der Oberseite des Trägerelements 13 enden, bei einer Restdicke des Bremsbelags 2 von 2 bis 4 mm. Dann zeigt der Wegfall des Signals an, dass der Bremsbelag 2 gewechselt werden muss, aber es ist noch eine Sicherheitsreserve vorhanden.
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Wie die gezeigten und die weiteren oben erläuterten Ausführungsformen deutlich machen, stellt die Erfindung ein vorteilhaftes System zur Ermittlung eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse mit Bremsscheibe zur Verfügung, das sich fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellen lässt und eine kompakte Bauform ermöglicht.
