DE10321595A1 - Brake lining wear monitoring system for road vehicle or railway vehicle brakes has sensor inserted in bore in lining and electrically connected to computer or evaluation circuit - Google Patents

Brake lining wear monitoring system for road vehicle or railway vehicle brakes has sensor inserted in bore in lining and electrically connected to computer or evaluation circuit Download PDF

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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D66/02—Apparatus for indicating wear
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    • F16D66/022—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness
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Abstract

The brake lining (2) may be adapted to engage on the tread of a railway wheel. It has a concave wear surface (V) and a convex rear surface (H) fitting onto a holder and application mechanism. A sensor (6) is bonded into a through bore (9) in the brake lining and wears away as the wearing surface is abraded away as the brake is used. The sensor has an electrical connection to a brake wear evaluation circuit. As the sensor wears away its electrical resistance or capacitance alters. When the thickness of the brake lining is down to a given minimum value (R) an acoustic and/or visible alarm is triggered.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags, der in Bremsanlagen von Fahrzeugen angebracht ist und eine zur Anlage an einer Bremsfläche einer Bremsanlage bestimmte Verschleißseite hat, bei welcher auf einer der Verschleißseite eines Bremsbelages gegenüber liegenden Halteseite ein in Richtung der Verschleißseite ragender, mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbarer Sensor angeordnet ist, der den Verschleiß des Bremsbelages betreffende Signale an eine Auswerteeinheit liefert ( DE 38 12 178 C2 ).The invention relates to a device for monitoring the wear of a brake pad, which is mounted in the brake systems of vehicles and has a wear side intended for contact with a brake surface of a brake system, in which a holding side opposite the wear side of a brake pad is in the direction of the wear side projecting sensor which can be connected to an electrical voltage source and which supplies signals relating to the wear of the brake lining to an evaluation unit ( DE 38 12 178 C2 ).

Eine derartige Vorrichtung kann bei Fahrzeugen aller Art verwendet werden, insbesondere bei Personen- und Lastkraftwagen. Sie kann aber auch bei auf Schienen bewegten Bahnen eingesetzt werden. In allen Fällen sind in der Bremsanlage Bremsbeläge vorhanden, die bei einem Bremsvorgang an eine in der Regel aus Metall bestehende Bremsfläche angedrückt werden. Die Bremsanlagen können mit Backenbremsen oder Scheibenbremsen ausgerüstet sein. Die Bremsbeläge sind dementsprechend unterschiedlich gestaltet. Sie unterliegen aber – unabhängig von ihrer Form und Größe – bei jedem Bremsvorgang einem Verschleiß. Um ein sicheres Bremsen garantieren zu können, ist eine Mindestwandstärke bzw. Restdicke der Bremsbeläge erforderlich. Diese kann von geschultem Personal durch Augenschein festgestellt werden. Sie kann unter Einsatz von Sensoren aber auch automatisch angezeigt werden. Entsprechende Vorrichtungen gehen beispielsweise aus der DE-PS 26 10 903 und aus der DE-OS 29 06 710 hervor.A such a device can be used in vehicles of all types, especially in passenger and truck vehicles. But you can also at Rails moving on rails can be used. In all cases in the brake system brake pads present when braking to a generally metal existing braking surface can be pressed. The braking systems can be equipped with shoe brakes or disc brakes. The brake pads are accordingly designed differently. However, they are subject to - regardless of their shape and size - with everyone Braking process a wear. In order to guarantee safe braking, a minimum wall thickness or Remaining thickness of the brake pads required. This can be checked by trained personnel become. It can also be done automatically using sensors are displayed. Appropriate devices go for example from DE-PS 26 10 903 and from DE-OS 29 06 710.

Bei der bekannten Vorrichtung nach der eingangs erwähnten DE 38 12 178 C2 ist in einer Ausnehmung eines Bremsbelags ein mindestens einen elektrischen Leiter aufweisender Sensor angebracht, dessen in die Ausnehmung hineinragende Länge einer vorgegebenen Mindestwandstärke des Bremsbelags entspricht. Der Leiter ist als koaxiale Leitung mit einem Außenleiter ausgebildet. Beim Erreichen der Mindestwandstärke des Bremsbelags wird beim nächsten Bremsvorgang der Außenleiter abgetragen. Das führt zu einer Kapazitätsänderung der Leitung, die in einer an derselben angeschlossenen Auswerteeinheit registriert und angezeigt wird. Der Bremsbelag muß dann durch einen neuen ersetzt werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine sofortige Erneuerung des Bremsbelages erforderlich, da beim Ansprechen des Sensors die kritische Mindestwandstärke bzw. Restdicke erreicht ist. Weitere Signale werden nicht mehr an die Auswerteeinheit geliefert und auch nicht von derselben abgegeben.In the known device according to the aforementioned DE 38 12 178 C2 a sensor having at least one electrical conductor is mounted in a recess of a brake pad, the length of which protrudes into the recess corresponds to a predetermined minimum wall thickness of the brake pad. The conductor is designed as a coaxial line with an outer conductor. When the minimum wall thickness of the brake pad is reached, the outer conductor is removed during the next braking process. This leads to a change in the capacity of the line, which is registered and displayed in an evaluation unit connected to the same. The brake pad must then be replaced with a new one. In this known device, an immediate renewal of the brake pad is required, since the critical minimum wall thickness or residual thickness is reached when the sensor responds. Further signals are no longer supplied to the evaluation unit and are not emitted by the same either.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so weiterzubilden, daß eine Aussage über den Zustand des Bremsbelags vor dem Erreichen der Mindestwandstärke desselben möglich ist.The The invention is based on the object described at the outset To further develop the device so that a statement about the Condition of the brake pad before it reaches the minimum wall thickness possible is.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sensor, ausgehend von der Halteseite des Bremsbelages, so weit in Richtung der Verschleißseite desselben ragt, daß er über eine vorgebbare, als Grenze für ein sicheres Bremsen notwendige Restdicke des Bremsbelags hinausragt.This Object is according to the invention solved by that the Sensor, starting from the stop side of the brake pad, so far in Direction of the wear side the latter protrudes that it has a predeterminable, as a limit for safe braking protrudes the necessary remaining thickness of the brake pad.

Der Sensor dieser Vorrichtung ragt über die durch die vorgegebene Restdicke des zu überwachenden Bremsbelags definierte Grenze hinaus. Er kommt daher schon dann mit der Bremsfläche der Bremsanlage in Berührung, wenn die Restdicke des Bremsbelags noch nicht erreicht ist. Der Sensor wird dann bei den nächsten Bremsvorgängen ebenso abgetragen wie die Bremsbacke. Die damit verbundene Verkürzung des Sensors wird für ein Signal ausgenutzt, das an die Auswerteeinheit abgegeben wird. Dieses Signal hängt von der jeweils noch verbleibenden Länge des Sensors ab, welche der jeweils noch vorhandenen Wandstärke des Bremsbelags entspricht. Es wird auf diese Weise eine frühzeitige Information darüber erhalten. wann etwa ein Bremsbelag wegen Erreichens seiner Restdicke erneuert werden muß.The Sensor of this device protrudes which is defined by the specified remaining thickness of the brake pad to be monitored Limit. He therefore already comes with the braking surface of the braking system in touch, if the remaining thickness of the brake pad has not yet been reached. The The sensor will then switch to the next braking just as worn as the brake shoe. The associated shortening of the Sensor is for exploited a signal that is output to the evaluation unit. This Signal hangs on the remaining length of the sensor, which corresponds to the existing wall thickness of the brake pad. In this way it becomes early Information about it receive. when about a brake pad due to reaching its remaining thickness must be renewed.

In bevorzugter Ausführungsform hat der Sensor von vornherein eine der Dicke des Bremsbelags entsprechende Länge. Er kann dabei in einer den Bremsbelag vollständig durchdringenden Bohrung angebracht sein. Bei dieser Ausführungsform wird der Sensor von vornherein ebenso wie der Bremsbelag abgetragen. Er zeigt dann jeweils die nach jedem Bremsvorgang verbliebene Dicke des Bremsbelags an, der somit einer ständigen Kontrolle unterliegt.In preferred embodiment from the outset the sensor has a thickness that corresponds to the thickness of the brake pad Length. He can in a bore completely penetrating the brake pad to be appropriate. In this embodiment the sensor and the brake lining have been removed from the start. It then shows the thickness remaining after each braking operation of the brake pad, which is therefore subject to constant control.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.embodiments of the subject of the invention are shown in the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Ansicht eine Bremsanlage eines Fahrzeugs. 1 a schematic view of a brake system of a vehicle.

2 und 3 zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung. 2 and 3 two different embodiments of the device according to the invention in an enlarged view.

Die in 1 schematisch angedeutete Bremsanlage ist mit einer Backenbremse ausgerüstet. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist jedoch in gleicher Form auch für eine Scheibenbremse verwendbar. Sie wird im folgenden der Einfachheit halber nur für die dargestellte Backenbremse erläutert.In the 1 schematically indicated brake system is equipped with a shoe brake tet. However, the device according to the invention can also be used in the same form for a disc brake. For the sake of simplicity, it is only explained below for the shoe brake shown.

Die Bremsanlage hat eine mit einem nicht mit dargestellten Rad eines Fahrzeugs verbundene kreisrunde Bremsfläche 1, gegen die bei einem Bremsvorgang ein entsprechend gebogener Bremsbelag 2 gedrückt wird. Die dazu auf den Bremsbelag 2 einwirkende Kraft ist durch einen gestrichelt eingezeichneten Pfeil 3 angedeutet. Der Bremsbelag 2 ist in Richtung des Doppelpfeils 4 verstellbar. Die Bremsfläche 1 wird bei einer Bewegung des Fahrzeugs ebenso wie dessen Rad in Richtung des Doppelpfeils 5 gedreht.The brake system has a circular braking surface connected to a wheel of a vehicle, not shown 1 against which a correspondingly curved brake pad during braking 2 is pressed. The on the brake pad 2 acting force is by a dashed arrow 3 indicated. The brake pad 2 is in the direction of the double arrow 4 adjustable. The braking surface 1 when the vehicle moves, as does its wheel, in the direction of the double arrow 5 turned.

Der Bremsbelag 2 ist mit einem Sensor 6 ausgerüstet, der über eine elektrische Leitung 7 mit einer elektrischen Spannungsquelle und mit einer Auswerteeinheit 8 verbunden ist. Er hat eine Halteseite H und eine Verschleißseite V. Der Sensor 6 ragt von der Halteseite H her in Richtung der Verschleißseite V. Er ist vorzugsweise in einer Bohrung 9 des Bremsbelags 2 angebracht, kann aber auch in einer seitlichen, nach außen offenen Vertiefung des Bremsbelags 2 oder seitlich neben demselben montiert sein.The brake pad 2 is with a sensor 6 equipped with an electrical line 7 with an electrical voltage source and with an evaluation unit 8th connected is. It has a holding side H and a wear side V. The sensor 6 protrudes from the holding side H in the direction of the wear side V. It is preferably in a bore 9 of the brake pad 2 attached, but can also in a lateral, outwardly open recess of the brake pad 2 or mounted laterally next to it.

Als neues, unbenutztes Bauteil hat der Bremsbelag 2 eine Dicke D. Er ist dadurch für eine große Anzahl von Bremsvorgängen betriebsbereit, bei denen jeweils auf seiner Verschleißseite V etwas Material abgetragen wird. Die Dicke bzw. Wandstärke des Bremsbelages 2 nimmt dadurch ab. Bei einer verbleibenden Restdicke R muß der Bremsbelag 2 erneuert werden, wenn weiter ein sicheres Bremsen des Fahrzeugs gewährleistet sein soll. Der Sensor 6 ist gemäß 2 so im Bremsbelag 2 angeordnet, daß er in Richtung der Verschleißseite V über die durch die Restdicke R gegebene Grenze hinausragt. Er ist in bevorzugter Ausführungsform länger als die Restdicke R, so daß er direkt an der Halteseite H des Bremsbelags 2 angebracht werden kann.The brake pad is a new, unused component 2 a thickness D. It is thus ready for a large number of braking operations, in which some material is removed from its wear side V. The thickness or wall thickness of the brake pad 2 thereby decreases. If there is a remaining thickness R, the brake pad must 2 be renewed if safe braking of the vehicle is to be further guaranteed. The sensor 6 is according to 2 so in the brake pad 2 arranged that it protrudes in the direction of the wear side V beyond the limit given by the residual thickness R. In a preferred embodiment, it is longer than the remaining thickness R, so that it is directly on the holding side H of the brake pad 2 can be attached.

Die Restdicke R des Bremsbelags 2 kann vom Hersteller desselben oder vom Fahrzeugbauer vorgegeben werden. Durch den in den Bremsbelag 2 eingebauten Sensor 6 wird rechtzeitig eine Information erhalten, wann mit dem Erreichen der Restdicke R zu rechnen ist. Der Sensor 6 ragt dazu – wie schon erwähnt – zumindest so weit in den Bremsbelag 2 hinein, daß er über die durch die Restdicke R definierte Grenze hinausragt. Er wird dadurch, sobald der Bremsbelag 2 durch die Bremsfläche 1 weit genug abgerieben ist, ebenso wie derselbe abgetragen. Die Restdicke R des Bremsbelags 2 ist dann noch nicht erreicht. Der Sensor 6 ist beispielsweise als elektrischer Widerstand oder als kapazitives Element ausgeführt, dessen Wert von seiner Länge abhängt. Wenn der Sensor 6 durch die Bremsfläche 1 abgetragen wird, ändert sich seine Länge und damit sein Widerstandswert bzw. seine Kapazität. Der veränderte Widerstandswert bzw. Kapazitätswert wird jeweils als Signal an die Auswerteeinheit 8 weitergegeben, in welcher auf diese Weise stets die noch verbliebene Dicke des Bremsbelags 2 erkannt werden kann. Beim Erreichen der Restdicke R kann zusätzlich ein akustisches oder optisches Alarmsignal ausgelöst werden.The remaining thickness R of the brake pad 2 can be specified by the manufacturer of the same or by the vehicle manufacturer. By in the brake pad 2 built-in sensor 6 will receive information in good time when the remaining thickness R can be expected to be reached. The sensor 6 protrudes - as already mentioned - at least as far into the brake pad 2 that it protrudes beyond the limit defined by the residual thickness R. It will be as soon as the brake pad 2 through the braking surface 1 is rubbed off far enough, just like it has been worn away. The remaining thickness R of the brake pad 2 is then not yet reached. The sensor 6 is designed, for example, as an electrical resistor or as a capacitive element, the value of which depends on its length. If the sensor 6 through the braking surface 1 is removed, its length changes and thus its resistance or capacity. The changed resistance value or capacitance value is sent as a signal to the evaluation unit 8th passed on, in which way the remaining thickness of the brake pad 2 can be recognized. When the remaining thickness R is reached, an acoustic or visual alarm signal can also be triggered.

In bevorzugter Ausführungsform entspricht die Länge des Sensors 6 der Dicke D eines unverbrauchten Bremsbelags 2, so wie es in 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der Sensor 6 ebenso wie der Bremsbelag 2 von vornherein abgetragen. An der Auswerteeinheit 8 kann damit – ausgehend vom Einbau eines neuen Bremsbelags – die nach jedem Bremsvorgang noch vorhandene Dicke des Bremsbelags 2 angezeigt und abgelesen werden. Es ist damit eine ständige Kontrolle des Bremsbelags 2 bzw. aller Bremsbeläge eines Fahrzeugs möglich.In a preferred embodiment, the length of the sensor corresponds 6 the thickness D of an unused brake pad 2 just like it in 3 shown. In this embodiment, the sensor 6 just like the brake pad 2 removed from the start. On the evaluation unit 8th can - based on the installation of a new brake pad - the thickness of the brake pad that is still present after each braking operation 2 displayed and read. It is therefore a constant check of the brake pad 2 or all brake pads of a vehicle possible.

Claims (5)

Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes eines Bremsbelags, der in Bremsanlagen von Fahrzeugen angebracht ist und eine zur Anlage an einer Bremsfläche einer Bremsanlage bestimmte Verschleißseite hat, bei welcher auf einer der Verschleißseite des Bremsbelages gegenüber liegenden Halteseite ein in Richtung der Verschleißseite ragender, mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbarer Sensor angeordnet ist, der den Verschleiß des Bremsbelags betreffende Signale an eine Auswerteeinheit liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6), ausgehend von der Halteseite (H) des Bremsbelags (2), so weit in Richtung der Verschleißseite (V) desselben ragt, daß er über eine vorgebbare, als Grenze für ein sicheres Bremsen notwendige Restdicke (R) des Bremsbelags (2) hinausragt.Device for monitoring the wear of a brake pad, which is mounted in brake systems of vehicles and has a wear side intended for contact with a brake surface of a brake system, in which on an opposite side of the wear side of the brake pad a holding side protruding in the direction of the wear side with an electrical voltage source A connectable sensor is arranged, which delivers signals relating to the wear of the brake lining to an evaluation unit, characterized in that the sensor ( 6 ), starting from the stop side (H) of the brake pad ( 2 ), so far in the direction of the wear side (V) of the same, that it has a predeterminable residual thickness (R) of the brake lining (which is required as a limit for safe braking) ( 2 ) protrudes. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) sich bis zur Verschleißseite (V) des Bremsbelags (2) erstreckt.Device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 6 ) to the wear side (V) of the brake pad ( 2 ) extends. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) in einer im Bremsbelag (2) angebrachten Bohrung (9) angeordnet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 6 ) in one in the brake pad ( 2 ) attached hole ( 9 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) in einer seitlichen, nach außen offenen Vertiefung des Bremsbelags (2) angeordnet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 6 ) in a side recess of the brake pad that is open to the outside ( 2 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) seitlich neben dem Bremsbelag (2) angeordnet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 6 ) to the side the brake pad ( 2 ) is arranged.
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