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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen digitalen Sensor zur Überwachung des Verschleißes von Belagmaterial einer Scheibenbremse. Die Erfindung ist primär für Scheibenbremsen für Schwerlastkraftfahrzeuge entwickelt worden, jedoch wird ein Fachmann realisieren, dass diese für jeden Typ eines Fahrzeugs verwendet werden kann. Das Sensorelement ist bestimmt zur Verwendung in sowohl pneumatisch als auch elektromechanisch betätigten Bremsen.
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Stand der Technik
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Digitale Sensoren transformieren einen kontinuierlich variierenden Wert in einen quantifizierten Wert. Viele digitale Sensoren verwenden unterschiedliche Typen eines Codes, durch welchen der gemessene Wert durch einen bestimmten Code repräsentiert wird. Die Codes können in vielen unterschiedlichen Arten gegeben sein, beispielsweise durch unterschiedliche helle oder dunkle Abschnitte, oder durch Löcher und keine Löcher, welche durch einen optischen Sensor gelesen werden. Die Codes können ebenso durch das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Magneten gegeben werden, wobei die Richtung eines magnetischen Felds usw. durch irgendeinen Typ eines magnetischen Sensors, z. B. eines Halleffekt-Sensors oder eines magneto-resistiven Sensors, gelesen wird.
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Es sind einige unterschiedliche Arten von Anzeigeelementen oder Sensoren zur Überwachung des Verschleißes des Bremsbelags eines Bremsklotzes oder dergleichen bekannt. Prinzipiell arbeiten die bekannten Sensoren zur Verschleißüberwachung von Bremsbelägen auf zwei unterschiedliche Arten und Weisen. Die erste Art und Weise liegt darin, einen Sensor zu verwenden, welcher direkt auf dem Bremsbelag misst. Die zweite Art und Weise liegt darin, einen Sensor zu verwenden, der die Position oder eine Bewegung eines Teils, welches für den Verschleiß der Bremsbeläge indikativ ist, zu überwachen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorelement, welches die Position eines Teils, welches indikativ für den Verschleiß der Bremsbeläge ist, überwacht.
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Scheibenbremsen bestehen im Allgemeinen aus zwei unterschiedlichen Typen, auf welche Bezug genommen wird als Scheibenbremsen, die einen Festsattel oder einen Schwimmsattel aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist für beide der obigen Typen von Scheibenbremsen anwendbar.
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Der Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung wird am Ende einer Nachstellwelle angebracht. Die Nachstellwelle ist ein Teil eines Nachstellmechanismus, welcher verwendet wird, um die Position der Bremsklötze gegenüber der (den) Bremsscheibe(n) zu steuern, wie dies im Stand der Technik gut bekannt ist. Wenn der Belag der Bremsklötze sich abnutzt, wird die Position der Bremsklötze gegenüber der (den) Bremsscheibe(n) automatisch nachgestellt mittels des Nachstellmechanismus. Hierdurch wird der Abstand zwischen dem Belagmaterial und der (den) Bremsscheibe(n) mehr oder weniger konstant gehalten. Das Ausmaß der Rotation der Nachstellwelle korreliert mit dem Abstand, mit welchem der Nachstellmechanismus die Bremsklötze in Richtung zu der (den) Bremsscheibe(n) zustellt. Folglich ist die Drehung der Nachstellwelle ein Indikator für den Verschleiß der Bremsklötze der Scheibenbremse.
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Wenn verschlissene Bremsklötze durch neue Bremsklötze ersetzt werden müssen, wird der Nachstellmechanismus und folglich die Nachstellwelle zu einer Startposition zurückgebracht. Dies wird durchgeführt, um Raum für die neuen dickeren Bremsklötze zu schaffen.
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Aus der
DE 196 00 819 A1 ist ein analoger Sensor bekannt, bei welchem über eine mit der Nachstellwelle in Verbindung stehende Zahnstange die Relativbewegung der Nachstellwelle beim Verschleißausgleich in eine Rotationsbewegung eines mit der Zahnstange in Eingriff stehenden Zahnrads übertragen wird. Die Drehbewegung des Zahnrads kann dann beispielsweise über einen Drehpotentiometer detektiert werden und dient so als Maß für den aktuellen Verschleißzustand.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Sensor relativ kompakt sein soll.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Sensor relativ einfach an unterschiedliche Typen und Modelle von Bremsen zu montieren ist. Es soll ebenso möglich sein, diesen in bereits in Fahrzeugen montierten Bremsen nachzurüsten.
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Eine weitere Aufgabe liegt darin, dass der Sensor relativ billig zu produzieren sein soll. Des Weiteren soll der Sensor vorzugsweise in einer Position angeordnet werden, in welcher die hohen Temperaturen, welche während des Bremsens erzeugt werden, einen minimalen Einfluss auf den Sensor ausüben.
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Die vorhergehenden Aufgaben werden durch einen digitalen Sensor zum Überwachen des Verschleißes des Belagmaterials von Scheibenbremsen gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Der Sensor wird an dem Ende einer Nachstellwelle eines Nachstellmechanismus zum Nachstellen der Position von Bremsklötzen gegenüber der Bremsscheibe angebracht. Der Sensor weist zumindest zwei Codeteile auf. Ein Codeteil wird kontinuierlich durch die Rotation der Nachstellwelle gedreht. Der Codeteil, welcher sich kontinuierlich dreht, ist eine Code-Drehscheibe. Die anderen Teile sind eines oder mehrere gleitende Teile in der Form einer Code-Zahnstange, einer Hülse usw., welches in einer linearen Art und Weise bewegt wird, und/oder einem oder mehreren Code-Drehscheiben.
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Da der digitale Sensor der vorliegenden Erfindung an dem Ende der Nachstellwelle angeordnet werden soll, ist es einfach, diesen an bestehende Bremsen anzupassen und diesen auf bereits in Fahrzeugen montierten Bremsen zu montieren.
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Auf Grund der Position des digitalen Sensors, ist er auf einfache Weise für eine Instandsetzung und andere Wartung zugänglich. Des Weiteren ist er in einem relativ großen Abstand von hohen Temperaturen, welche während des Bremsens erzeugt werden, angeordnet. Die hohen Temperaturen werden in der Kontaktstelle zwischen den Bremsklötzen und der (den) Bremsscheibe(n) erzeugt. Folglich ist dieser einem geringeren Risiko einer Fehlfunktion auf Grund übermäßiger Temperaturen ausgesetzt. Im Allgemeinen sind digitale Sensoren weniger empfindlich für unterschiedliche Störungen, wie beispielsweise Variationen der Temperatur, des Drucks usw., als andere Typen von Sensoren. Des Weiteren hat der Sensor einen minimalen Effekt auf den Nachstellmechanismus, da die Bewegung der Codeteile ohne irgendeine übermäßige Kraft, die gebraucht wird, stattfindet.
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Der Sensor der vorliegenden Erfindung gestattet den Einsatz mit irgendeiner Scheibenbremse, welche eine zugängliche Nachstellwelle aufweist. Da die genaue Ausgestaltung der Scheibenbremse als solche für die vorliegende Erfindung nicht von Wichtigkeit ist, wird sie hierin nicht beschrieben werden. Jedoch ist das Sensorelement der vorliegenden Erfindung hauptsächlich für pneumatisch oder elektromechanisch betätigte Scheibenbremsen beabsichtigt.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für einen Fachmann beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden detaillierter durch Beispiele und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines ersten Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Seitenansicht des Sensors aus 1;
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3 eine schematische Ansicht eines zweiten Beispiels eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Querschnittsansicht, welche den Sensor aus 4 montiert auf einer Nachstellwelle auf einer Scheibenbremse zeigt;
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6 eine schematische Ansicht eines noch weiteren Beispiels eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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7 bis 9 schematische Ansichten von weiteren alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Das in 1 und 2 gezeigte Sensorelement der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Code-Drehscheibe oder Scheibe 2 und einer Code-Zahnstange 3. Die Code-Zahnstange 3 wird verwendet, um die Anzahl der Drehungen der Nachstellwelle zu zählen, und die Code-Drehscheibe 2 wird verwendet, um die Position auf der aktuellen Drehung zu bestimmen.
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Die Elemente des digitalen Sensors werden normalerweise in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse in den 1 und 2 aus Klarheitsgründen weggelassen ist.
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Das Sensorelement der vorliegenden Erfindung soll am Ende einer Nachstellwelle (nicht gezeigt) einer Scheibenbremse angebracht werden. In der Ausführungsform von 1 wird zur Verbindung mit der Nachstellwelle ein Verbindungsteil 1 verwendet. Die Form des Verbindungsteils 1 ist an die Form des Endes der tatsächlichen Nachstellwelle angepasst und kann ausgestaltet sein, um in einer Ausnehmung am Ende der Nachstellwelle aufgenommen zu werden. Ein Fachmann wird realisieren, dass das Verbindungsteil des Sensorelements viele unterschiedliche Gestalten aufweisen kann, in Abhängigkeit der Form der Welle. Das Verbindungsteil kann beispielsweise die Form einer Mutter, einer Kappe oder dergleichen aufweisen, welche über das Ende der Nachstellwelle platziert wird. In vielen Bremsen ist die Nachstellwelle antreibend mit einer weiteren Welle (nicht gezeigt) verbunden, wobei die weitere Welle verwendet werden kann, um den Nachstellmechanismus zurückzustellen.
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In der Ausführungsform von 1 und 2 sind eine Code-Drehscheibe 2 und eine Code-Zahnstange 3 so angeordnet, um einem PCB (gedruckte Schaltung/Printed Circuit Board) 4 gegenüber zu liegen. Die Code-Drehscheibe 2 ist mittels des Verbindungsteils 1 auf der Nachstellwelle der Scheibenbremse befestigt. Da die Code-Drehscheibe 2 auf der Nachstellwelle befestigt ist, wird sie sich drehen, so wie sich die Nachstellwelle dreht. Das PCB 4 ist in einer befestigten Art und Weise gehaltert und wird sich folglich nicht drehen. Ein Fachmann wird realisieren, dass das PCB 4 auf viele unterschiedliche Art und Weisen gelagert sein kann. Die Code-Zahnstange 3 wird sich für jede Drehung der Nachstellwelle oder der Code-Drehscheibe 2 einen Schritt bewegen. Unterschiedliche Beispiele, wie dies bewerkstelligt werden kann, werden im Folgenden beschrieben werden.
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Auf der Seite des PCB 4, welche der Code-Drehscheibe 2 und der Code-Zahnstange 3 gegenüberliegt, gibt es eine Anzahl von Detektoren 5, 6. In der gezeigten Ausführungsform gibt es vier Detektoren 5, 6 für jeweils die Drehscheibe 2 bzw. die Zahnstange 3. Die Anzahl der Detektoren 5, 6 ist entscheidend für die Genauigkeit der Messungen. Ein Fachmann wird realisieren, dass die Anzahl der Detektoren variieren kann und dass die Anzahl der Detektoren 5, 6 zu der Anzahl der Code-Wege auf der Code-Drehscheibe 2 bzw. der Code-Zahnstange 3 in Bezug steht. Die Codes auf der Code-Drehscheibe 2 und der Zahnstange 3 sind von einem Binärtyp.
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Die Code-Drehscheibe 2 weist eine Anzahl von kreisförmigen Wegen auf, wobei jeder Weg in einer Position angebracht ist in Bezug zu einem auf dem PCB 4 platzierten Detektor 5. Die Code-Zahnstange 3 weist eine Anzahl von linearen Wegen in Positionen auf, die in Bezug zu dem PCB 4 platzierten Detektoren 6 sind. Ein Fachmann wird realisieren, dass viele unterschiedliche Typen von Codes verwendet werden können. Der Code kann ein sogenannter Graycode sein, d. h. dass nur eine 1-Bit-Position ihren Wert zwischen zwei angrenzenden numerischen Werten ändert. Die Wege können von einer Anzahl von sich variierenden Bereichen gebildet werden, beispielsweise ist jeder zweite Bereich dunkel, der andere hell, jeder zweite Bereich ein Loch, das andere kein Loch, oder jeder zweite Bereich ein Magnet und der andere kein Magnet usw.. Eine Ausführungsform, welche Magnete verwendet, wird im Folgenden beschrieben werden. Die Anzahl der Bereiche in jedem Weg kann variieren, um unterschiedliche Binärzahlen zu bilden, wenn die Detektoren den tatsächlichen Wert in dem Bereich lesen, welcher jedem Detektor gegenüberliegend platziert ist. Dies ist dem Fachmann bekannt und wird nicht weiter hierin diskutiert werden.
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Wie vorhergehend erwähnt, können die Codes abwechselnde dunkle und helle Bereiche sein, die mittels der Detektoren 5, 6 detektiert werden können, wenn diese von einem optischen Typ sind. Es ist ebenso möglich, Löcher oder keine Löcher zu verwenden, welche ebenso mittels optischer Detektoren detektiert werden können. Falls notwendig, kann ein Licht auf der gegenüberliegenden Seite der Code-Drehscheibe 2 und der -Zahnstange 3 angeordnet werden, wenn die Codes von dem Typ mit Löchern bzw. keine Löcher sind. Die optischen Detektoren als solche sind dem Fachmann bekannt und werden hierin nicht weiter beschrieben werden.
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Die Detektoren 5, 6 sind vorzugsweise auf dem PCB 4 angeordnet. Das PCB 4 weist eine Schaltung auf, um den tatsächlichen Verschleiß des Belagmaterials der Bremsklötze auf der Basis der von den Detektoren 5, 6 empfangenen Signale zu berechnen. Die Signale von den Detektoren 5, 6 stehen in Bezug zu der Rotation der Nachstellwelle der Scheibenbremse. Die Information von dem PCB 4 hinsichtlich eines Verschleißes der Bremsklötze wird normalerweise dem Fahrer mittels der bestehenden Elektronik des Fahrzeugs übermittelt. Die Information über den Verschleiß kann verwendet werden, um sowohl dem Fahrer eine Warnung zu übermitteln, dass die Dicke des Belagmaterials gefährlich gering wird, als auch um die geschätzte Fahrtstrecke bis zu einem nächsten Bremsklotzwechsel anzuzeigen.
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Wie vorhergehend erwähnt sind in einer alternativen Ausführungsform die Codes durch Magnete 7, 8, welche auf Wegen auf den Seiten der Code-Drehscheibe 2 und der Code-Zahnstange 3, welche dem PCB 4 gegenüberliegen, angebracht. Die Magnete 7, 8 sind in kreisförmigen Wegen auf der Code-Drehscheibe 2 und auf linearen Wegen auf der Code-Zahnstange 3 angeordnet. Für diesen Fall sind die Detektoren 5, 6 auf dem PCB 4 magnetische Sensoren, welche der Code-Drehscheibe 2 bzw. -Zahnstange 3 gegenüberliegen. Die magnetischen Sensoren, welche Halleffekt-Sensoren oder magneto-resistive Sensoren sein können, detektieren die Positionen der Magnete 7, 8. Die Anzahl der Wege der Magnete 7, 8 korrespondiert zu der Anzahl der Sensoren. Auf die gleiche Art und Weise, wie oben erwähnt, weist das PCB 4 eine Schaltung auf, um die von den Sensoren empfangene Information zu verarbeiten und um einen Wert für den Verschleiß der Bremsklötze der Scheibenbremse zu präsentieren.
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In 1 ist ein Beispiel für eine Übertragung der Rotation von der Code-Drehscheibe 2 auf die Zahnstange 3 angegeben. Wie oben erwähnt, wird die Code-Drehscheibe 2 sich mit der Nachstellwelle drehen. Die Code-Zahnstange 3 ist antreibend mit einem Finger 9 auf dem äußeren Umfang der Drehscheibe 2 verbunden. Der Finger 16 der Code-Drehscheibe 2 kooperiert mit Zähnen 10 auf einer Seite der Code-Zahnstange 3. Wenn sich die Nachstellwelle und demzufolge die Code-Drehscheibe 2 dreht, wird der Finger 9 der Code-Drehscheibe 2 die Code-Zahnstange 3 bewegen, solange wie der Finger 9 in Kontakt mit einem Zahn 10 der Code-Zahnstange 3 ist. Wenn sich die Code-Drehscheibe 2 weiter dreht, wird der Finger 9 den Kontakt mit den Zähnen 10 der Zahnstange 3 verlieren, bis die Drehscheibe 2 sich nahezu um eine Umdrehung gedreht hat. Dann wird der Finger 9 erneut mit einem Zahn der Code-Zahnstange 3 in Kontakt gelangen. Für jede Umdrehung der Code-Drehscheibe 2 und folglich der Nachstellwelle wird sich die Code-Zahnstange 3 um eine Länge bewegen, welche einem Zahn entspricht. Folglich wird die Drehbewegung der Code-Drehscheibe 2 in eine lineare Bewegung der Code-Zahnstange 3 transferiert. Ein Fachmann wird realisieren, dass irgendein geeignetes Mittel zum Übertragen der kreisförmigen Bewegung der Drehscheibe 2 auf eine schrittweise Bewegung der Zahnstange 3 verwendet werden kann. Des Weiteren wird ein Fachmann realisieren, dass die Code-Drehscheibe und Zahnstange Ausgestaltungen aufweisen können, welche sich von der Ausgestaltung der in den beiliegenden 1 und 2 gezeigten Ausführungsform unterscheiden.
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Im Folgenden wird eine Anzahl von weiteren Beispielen von digitalen Sensoren in Verbindung mit den 3 bis 9 beschrieben werden. Da die Prinzipien der Bewegungen der unterschiedlichen Sensorteile und die Art und Weise, wie das PCB arbeitet, ähnlich zu denjenigen, was in Verbindung mit den 1 und 2 vorhergehend beschrieben wurde, werden diese hier nicht vollständig im Folgenden wiederholt werden.
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In der Ausführungsform von 3 ist der Sensor an der Nachstellwelle mittels eines Verbindungsteils 18 angebracht. Eine Code-Drehscheibe 13 ist an dem Verbindungsteil 18 befestigt und wird der Drehung des Verbindungsteils 18 und folglich der Nachstellwelle folgen. In der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben, weist die Code-Drehscheibe 13 eine Anzahl von Code-Wegen auf der Seite, welche einem PCB 14 gegenüberliegt, auf. Das PCB 14 ist in solch einer Art und Weise fixiert, dass das Verbindungsteil 18 sich gegenüber dem PCB 14 dreht.
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Das Verbindungsteil 18 erstreckt sich oberhalb des PCB 14 und das sich erstreckende Teil ist in einem Schlitz 37 einer Hülse 15 aufgenommen. Die Hülse 15 hat die gleiche Funktion wie die beschriebene Zahnstange für die vorhergehende Ausführungsform. Das sich erstreckende Teil des Verbindungsteils 18 weist einen Finger 16 für ein Zusammenwirken mit Zähnen 38 auf, welche auf einer Seite des Schlitzes 37 der Hülse 15 angeordnet sind. Die Hülse 15 wird in ihrer Axialrichtung durch das Zusammenwirken zwischen dem Finger 16 und den Zähnen 38 der Hülse 15 schrittweise bewegt. Folglich wird die Hülse 15 für jede Umdrehung des Verbindungsteils 18 und folglich der Nachstellwelle um einen Schritt bewegt. Ebenso weist die Hülse 15 eine Anzahl von Code-Wegen auf der Seite auf, welche dem PCB 14 gegenüberliegt.
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In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) erstreckt sich die Nachstellwelle und ersetzt das Verbindungsteil 18. In jeder anderen Hinsicht entspricht diese alternative Ausführungsform der obigen Ausführungsform von 3.
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In 3 ist eine Ausnehmung 17 zur Aufnahme eines Werkzeugs gezeigt. Mittels dieser Ausnehmung 17 und des Werkzeugs kann der Nachstellmechanismus zu seiner Ursprungsposition nach einem Wechsel der Bremsklötze zurückgestellt werden. Folglich kann der Nachstellmechanismus zu der Startposition zurückkehren, ohne dass der digitale Sensor demontiert werden muss. In anderen Ausführungsformen gibt es keine Ausnehmung 17, jedoch wird der Nachstellmechanismus mittels einer normalerweise vorgesehenen Rückstellwelle zurückgestellt.
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Die in 4 und 5 gezeigte Ausführungsform entspricht den vorhergehenden Ausführungsformen in vielfacher Hinsicht. Der Sensor weist ein Verbindungsteil 19 auf, welches mit dem Ende einer Nachstellwelle verbunden werden soll. Des Weiteren ist eine Code-Drehscheibe 20 an dem Verbindungsteil 19 in solch einer Art und Weise befestigt, dass die Code-Drehscheibe 20 der Drehung des Verbindungsteils 19 folgt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Code-Drehscheibe 20 ein integraler Bestandteil mit dem Verbindungsteil 19. Auf einer Seite, welche einem PCB 21 gegenüberliegt, weist die Code-Drehscheibe 20 eine Anzahl von Code-Wegen für ein Zusammenwirken mit Detektoren 36 auf.
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Eine Erstreckung 42 der integrierten Code-Drehscheibe 20 und das Verbindungsteil 19 sind in einem Schlitz einer Hülse 22 aufgenommen. Die Hülse 22 weist eine Anzahl von Code-Wegen auf, welche den Detektoren 24 auf dem PCB 21 gegenüberliegen. An dem Ende der Erstreckung 42 ist ein Fingerabschnitt 23 für ein Zusammenwirken mit Zähnen auf einer Seite der Hülse 22 angeordnet. Die Hülse 22 wird für jede Umdrehung des Verbindungsteils 19 sich um einen Schritt schrittweise bewegen. Auf der Außenseite des Zahnabschnitts der Hülse 22 ist eine Klemme 25 angeordnet, welche mittels einer Feder 26 in Richtung zu den Zähnen der Hülse 22 vorgespannt ist. Die Klemme 25 ist in einer geeigneten Ausnehmung des Gehäuses 40 des Sensors geführt. Auf Grund des Zusammenwirkens zwischen der Klemme 25 und der Hülse 22 wird die schrittweise Bewegung der Hülse 22 auf eine effektive Art und Weise gesteuert.
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In 5 ist der digitale Sensor aus 4 auf einer Nachstellwelle 11 einer Scheibenbremse montiert gezeigt. Der Bremssattel 12 der Scheibenbremse ist ebenfalls gezeigt. Der Sensor ist in einem Gehäuse 40 aufgenommen, welches in einer Öffnung des Bremssattels angeordnet ist. Ein Deckel 41 bedeckt das äußere Ende des Gehäuses 40, wobei das Gehäuse 40 und der Deckel 41 an dem Bremssattel 12 mittels Schrauben 39 befestigt sind. Das Verbindungsteil 19 des Sensors ist in einer Ausnehmung an dem Ende der Nachstellwelle 11 aufgenommen. Folglich wird sich das Verbindungsteil 19 drehen, wenn sich die Nachstellwelle 11 dreht.
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Das PCB 21 ist an dem Gehäuse 40 befestigt und die Erstreckung 42 ist in einer Öffnung des PCB 21 aufgenommen. In der gezeigten Ausführungsform weist das PCB vier Detektoren 24 auf, die in Richtung der vier Code-Wege auf der Hülse 22 ausgerichtet sind, und drei Detektoren 36, die in Richtung zu den drei Code-Wegen auf der Code-Drehscheibe 20 ausgerichtet sind.
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Obwohl die Anordnung des Sensors von 4 in 5 gezeigt ist wird ein Fachmann realisieren, dass alle in dieser Beschreibung beschriebenen unterschiedlichen Sensoren auf eine ähnliche Art und Weise montiert werden können.
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In welchem Fall die Ausgestaltung des Gehäuses und von möglichen weiteren Teilen an den tatsächlichen Sensor angepasst ist.
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In 6 ist ein weiteres Beispiel eines Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In diesem Beispiel wird ein Verbindungsteil 27 mit einem Nachstellmechanismus verbunden. An dem Ende des Verbindungsteils 27 ist eine Code-Drehscheibe 29 angeordnet, welche eine Anzahl von Code-Wegen (nicht gezeigt) aufweist, die einem PCB 30 gegenüberliegen. Des Weiteren ist ein Finger 28 an der Verbindung zwischen dem Verbindungsteil 27 und der Code-Drehscheibe 29 angeordnet, wobei der Finger mit Zähnen (nicht gezeigt) auf einem gleitenden Teil 31 zusammenwirken soll. Der Finger 28 wird den gleitenden Teil 31 für jede Umdrehung der Drehscheibe 29 um einen Schritt schrittweise bewegen. Auf der Seite, welche dem PCB 30 gegenüberliegt, weist der gleitende Teil 31 eine Anzahl von Code-Wegen auf welche mit Detektoren 35, die auf dem PCB 30 angeordnet sind, zusammenwirken.
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Eine Klemme 32 ist angeordnet, um über die Zähne 43 zu gleiten, wenn sich der gleitende Teil 31 bewegt. Die Klemme 32 ist in Richtung zu den Zähnen 43 mittels einer Feder 33 vorgespannt. Die Klemme 32 ist zwischen zwei Führungsrollen 34 geführt.
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Ein Fachmann wird realisieren, dass unterschiedliche Merkmale der gezeigten Ausführungsformen in unterschiedlichen Weisen variieren können. Folglich ist es beispielsweise möglich, Teile des Beispiels von 6 mit Teilen des Beispiels von 4 auszutauschen.
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Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind in den 7 und 9 nur die unterschiedlichen Code-Elemente gezeigt, jedoch wird ein Fachmann realisieren, dass die Sensoren ebenso Detektoren, ein PCB usw. in der gleichen Art und Weise aufweisen wie die vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. Ein Fachmann wird realisieren, dass die Anzahl der Codeteile zwei übersteigen kann. In den in 7 und 8 schematisch gezeigten Ausführungsformen weist der Sensor drei Code-Elemente auf.
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In der Ausführungsform von 7 ist eine erste Code-Drehscheibe 44 an der Nachstellwelle angebracht oder wird indirekt von der Nachstellwelle angetrieben. Die erste Code-Drehscheibe 44 ist antreibend mit einer zweiten Code-Drehscheibe 45 und einer Code-Zahnstange 46 verbunden. Die zweite Code-Drehscheibe 45 weist Zähne 45 auf, welche mit Zähnen (nicht gezeigt) auf der ersten Code-Drehscheibe 44 kämmen. Die Anzahl der Zähne 45 der ersten und zweiten Code-Drehscheibe 44, 45 ist derart, dass die zweite Code-Drehscheibe 45 sich für jede Umdrehung der ersten Code-Drehscheibe 44 um eine halbe Umdrehung drehen wird. Des Weiteren ist die erste Code-Drehscheibe 44 oder die Nachstellwelle mit einem Finger ausgestattet, um die Code-Zahnstange 46 mittels der Zähne 49 der Code-Zahnstange 46 schrittweise anzutreiben. Die Code-Zahnstange 46 wird für jede Umdrehung der ersten Code-Drehscheibe 44 um einen Schritt bewegt. Folglich wird der Verschleiß der Bremsbeläge durch die Positionen der drei Code-Elemente 44, 45, 46 angezeigt. Eine Führungsscheibe 47 eines Führungsmittels, um die Bewegung der Zahnstange 46 in der gleichen Art und Weise, wie oben für die anderen Ausführungsformen erwähnt, zu steuern, ist in 7 gezeigt.
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In 8 ist ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben. In dieser Ausführungsform werden drei Code-Elemente verwendet, welche eine Code-Drehscheibe 50 und eine erste und eine zweite Code-Zahnstange 51 bzw. 52 sind. Sowohl die erste als auch die zweite Code-Zahnstange 51, 52 weist Zähne 53, 54 auf, welche der Code-Drehscheibe 50 und einer Nachstellwelle gegenüberliegen. Des Weiteren sind Führungsmittel 55, 56 angeordnet, um die Bewegung der Zahnstangen 51, 52 zu steuern. Die Code-Drehscheibe 50 wird mittels der Nachstellwelle angetrieben. Oftmals ist die Code-Drehscheibe 50 direkt an der Nachstellwelle angebracht. Die Code-Drehscheibe 50 oder die Nachstellwelle ist mit einem Finger ausgestattet, um die Code-Zahnstangen 51, 52 schrittweise anzutreiben. Der Finger gelangt mit den Zähnen 53, 54 von jeder Code-Zahnstange 51, 52 in Kontakt und wird jede Code-Zahnstange 51, 52 für jede Umdrehung der Code-Drehscheibe 50 um einen Schritt bewegen. Auch für diesen Fall geben die Positionen der drei Code-Elemente 50, 51, 52 den Verschleiß der Bremsbeläge an. Die Zahnstangen 51, 52 sind ebenfalls mit Führungsmitteln 55, 56 ausgestattet.
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In der Ausführungsform von 9 werden zwei Code-Elemente in der Form einer ersten und einer zweiten Code-Drehscheibe 57, 58 verwendet. Die erste Code-Drehscheibe 57 wird durch die Nachstellwelle in der gleichen Art und Weise wie für die anderen Ausführungsformen angetrieben. Die erste Code-Drehscheibe 57 weist Zähne 59 auf, welche mit Zähnen 60 der zweiten Code-Drehscheibe 58 kämmen. In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Anzahl der Zähne 59 der ersten Code-Drehscheibe 57 zwölf, während die zweite Code-Drehscheibe 58 dreizehn Zähne 60 aufweist. Folglich wird sich die zweite Drehscheibe 58 für jede Umdrehung der ersten Drehscheibe 57 nicht um eine vollständige Umdrehung drehen. Die exakte Anzahl der Zähne 59, 60 der zwei Drehscheiben 57, 58 kann variieren. Es ist ebenso möglich, dass die zweite Code-Drehscheibe 58 eine geringfügig größere Anzahl von Zähnen 60 aufweist, für welchen Fall sich diese offensichtlich um einiges mehr als eine Umdrehung für jede Umdrehung der ersten Code-Drehscheibe 57 drehen wird. In diesem Fall sind die Code-Drehscheiben 57, 58 normalerweise mit einem Graycode ausgestattet. Folglich ist der Code derart, dass er sich nicht selbst während den insgesamt ca. 13 Umdrehungen der Nachstellwelle und folglich der ersten Code-Drehscheibe 57 wiederholt. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die zwei Code-Drehscheiben 57, 58 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Die zwei Code-Drehscheiben 57, 58 drehen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und die Codes sind derart angeordnet, dass sie sich die ganze Zeit auf den beiden Drehscheiben 57, 58 ändern. Es ist die Position der zwei Code-Drehscheiben 57, 58, welche den Verschleiß der Bremsbeläge anzeigt.
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Wie vorhergehend erwähnt, ist es möglich, unterschiedliche Arten von Code-Elementen und Sensoren zu verwenden. Ein weiteres Beispiel liegt darin, gleitende Kontakte zu haben, wie beispielsweise auf mechanischen Encodern. Die Wege werden dann auf einer Drehscheibe und einer Zahnstange in der gleichen Art und Weise, wie vorhergehend erwähnt, angeordnet werden.
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Die PCB 14, 21, 30 von 3 bis 6 enthalten Schaltungen in der gleichen Art und Weise, wie vorhergehend für das Beispiel der 1 und 2 beschrieben. Folglich wird die Schaltung der PCB 14, 21, 30 verwendet, um den entsprechenden Sensor zu steuern und eine geeignete Warnung an den Fahrer auszugeben.
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Wenn das Belagmaterial abgenutzt ist und neue Bremsklötze eingefügt werden müssen, wird der Nachstellmechanismus zu einer Startposition zurückgebracht. Die Startposition ist an die Dicke der neuen Bremsklötze angepasst. Der Nachstellmechanismus wird normalerweise mittels einer Rückstellwelle zurückgebracht. Die Drehung der Rückstellwelle wird ebenfalls die Nachstellwelle drehen. Durch das Rückstellen des Nachstellmechanismus wird das Sensorelement automatisch zu seiner Startposition zurückgebracht. Folglich ist keine spezielle Kalibrierung nach Einfügen neuer Bremsklötze normalerweise von Nöten.
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Jedoch ist es auch möglich, den Sensor von Hand zu kalibrieren, für welchen Fall der Sensor zuerst demontiert werden muss.
