DE19822182A1

DE19822182A1 - Vorrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stärke eines verschleißenden Belags

Info

Publication number: DE19822182A1
Application number: DE1998122182
Authority: DE
Inventors: Burkard Nemitz; Carsten Lezim
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-05-16
Filing date: 1998-05-16
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-17
Also published as: DE19822182B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags (1), insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag (1) auf einem Belagträger (2) angeordnet ist und durch eine bestimmte Stärke des Belags (1) eine Verschleißgrenze (3) definiert ist, wobei ein elektrischer Stromkreis (4) mit mindestens einem Widerstandselement (5) vorgesehen ist und bei einem Abrieb des Belags (1) eine Widerstandsänderung erfolgt und der Abrieb des Belags (1) durch die entsprechende Widerstandsänderung meßbar ist. DOLLAR A Die aktuelle Stärke eines verschleißenden Belags ist besser meßbar dadurch, daß das Widerstandselement so ausgebildet ist, daß beim Abrieb des Belags (1) vom unverschlissenen Zustand bis hin zu seiner Verschleißgrenze (3) eine gleichförmige Widerstandsänderung gewährleistet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags, insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag auf einem Belagträger angeordnet ist und durch eine bestimmte Stärke des Belags eine Verschleißgrenze definiert ist, wobei ein elektrischer Stromkreis mit mindestens einem Widerstandselement vorgesehen ist und bei einem Abrieb des Belags eine Widerstandsänderung erfolgt und der Abrieb des Belags durch die entsprechende Widerstandsänderung meßbar ist.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht (DE-A-42 31 107), wird die Stärke eines Bremsbelags durch das Messen entsprechender Widerstandsänderungen ermittelt. Innerhalb des Bremsbelags sind mehrere Drahtschleifen angeordnet bzw. parallel geschaltet, wobei jede Drahtschleife einen Widerstand aufweist. Legt sich der Bremsbelag nun an die Bremsscheibe an und erfährt den entsprechenden Abrieb, so werden die übereinander angeordneten Drahtschleifen jeweils nacheinander beim Vorliegen des entsprechend starken Abriebs durchtrennt, so daß eine Änderung des Gesamtwiderstands erfolgt. Durch die erfolgte Widerstandsänderung kann der entsprechende Abrieb des Belags ermittelt bzw. gemessen werden. Die hier erfolgende Widerstandsänderung ist stufenartig ausgebildet bis die Verschleißgrenze des Belags - nach mehreren stufenartigen Widerstandsänderungen - erreicht wird. Erst die Durchtrennung einer in Höhe der Verschleißgrenze angeordneten Drahtschleife bzw. die hierdurch erfolgende stufenartige Widerstandsänderung zeigt - im Endeffekt - das Erreichen der Verschleißgrenze an.

Weiterhin ist im Stand der Technik eine Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke eines Bremsbelags bekannt (DE-A-23 34 942), bei dem mehrere eine elektrisch leitende Verbindung aufweisende Ansätze vorgesehen sind, die unterschiedlich lang ausgebildet sind. Bei einem bestimmten Abrieb des Belags werden - je nach Stärke des Abriebs - der jeweilige entsprechende Ansatz "erfaßt" bzw. abgebrochen, so daß die hierin vorgesehene elektrisch leitende Verbindung entsprechend zerstört wird. Da die in den Ansätzen vorgesehenen elektrisch leitenden Verbindungen jeweils wieder einen Widerstand aufweisen, ändert sich mit der Beschädigung bzw. des Abbruchs jedes Ansatzes der Gesamtwiderstand, so daß wiederum über diese Widerstandsänderung der Abrieb des Belags meßbar ist. Auch diese Widerstandsänderung erfolgt wiederum stufenartig bis hin zur Verschleißgrenze des Belags, da die entsprechenden Ansätze nacheinander abgebrochen werden und hierdurch eine sequentielle stufenartige Änderung des Gesamtwiderstands erfolgt.

Die im Stand der Technik bekannte Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist nicht optimal ausgebildet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs - bei Verwendung einer entsprechenden Anzeige auf dem Armaturenbrett - nicht optimal ersichtlich, wie stark der Bremsbelag genau verschlissen ist. Durch die hier verwendeten übereinander angeordneten Drahtschleifen, die sequentiell durchtrennt werden, erfolgt eine stufenartige Widerstandsänderung. Folglich wird der Fahrer eines Kraftfahrzeugs auch nur "stufenweise" darüber informiert, welche Stufe des Abriebs bzw. Verschleiß des Bremsbelags nunmehr erreicht ist. Er erhält keine Informationen bezüglich des Abriebs bzw. der genauen Stärke des Bremsbelags zwischen den einzelnen "Stufen". Dies kann bezüglich der Änderung bzw. Anpassung des persönlichen Fahrverhaltens von Interesse sein. Auch wird der Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch die stufenartige Ermittlung des Abriebs bzw. der Reststärke des Bremsbelags überrascht, wenn plötzlich, da stufenartig, die Verschleißgrenze des Bremsbelags erreicht bzw. angezeigt wird. Wodurch die Bemühungen des Fahrers, eine Werkstatt aufzusuchen bzw. den Bremsbelag ersetzen zu lassen, von einem Moment auf den anderen angestrengt werden müssen und einem gewissen Zeitdruck unterliegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die aktuelle Stärke eines verschleißenden Belags genauer ermittelbar ist.

Die zuvor gezeigt Aufgabe ist nun dadurch gelöst, daß das Widerstandselement so ausgebildet ist, daß beim Abrieb des Belags vom unverschlissenen Zustand bis hin zu seiner Verschleißgrenze eine gleichförmige Widerstandsänderung gewährleistet ist. Aufgrund der nunmehr gleichförmigen Widerstandsänderung, im Gegensatz zu der bisher bekannten stufenartigen Widerstandsänderung, kann nun über den gesamten Bereich, nämlich von einem Belag in neuem Zustand bis hin zu einem bis zu seiner Verschleißgrenze verschlissenen Belag, jederzeit die aktuelle Stärke des Belags ermittelt werden, da das Widerstandselement so ausgebildet ist, daß eine gleichförmige Widerstandsänderung über diesen Bereich erfolgt. Einfach ausgedrückt, aufgrund der nunmehr nicht mehr vorhandenen "Lücken", die bisher bei der stufenartigen Widerstandsänderung vorhanden waren, ist über den hier interessierenden Bereich die aktuelle Stärke des verschleißenden Belags aufgrund der entsprechenden Ausbildung des Widerstandselements bzw. der gleichförmigen Widerstandsänderung bei einem entsprechenden Abrieb ermittelbar.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf an dieser Stelle auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden werden nun mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Belagträger mit einem auf dem Belagträger angeordneten Bremsbelag und ein außerhalb des Bremsbelags auf dem Belagträger angeordnetes Widerstandselement in einer schematischen Darstellung als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung, wobei die Stromflußrichtung im wesentlichen in Längsrichtung des Widerstandselements erfolgt,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise in einer schematischen Darstellung, bei dem die Stromflußrichtung im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Widerstandselements erfolgt,

Fig. 4a ein konisch ausgebildetes Widerstandselement in einer schematischen Darstellung, bei dem die Stomflußrichtung im wesentlichen in Längsrichtung des Widerstandselements erfolgt, und

Fig. 4b ein konisch ausgebildetes Widerstandselement in einer schematischen Darstellung, bei dem die Stromflußrichtung im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Widerstandselements erfolgt.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen zumindest teilweise eine Vorrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags 1, hier eines Bremsbelags. Der Belag 1 ist auf einem Belagträger 2 angeordnet, wobei durch eine bestimmte Stärke des Belags 1, d. h. in einer bestimmten Höhe des in Fig. 1 gezeigten noch nicht verschlissenen Belags 1, eine durch eine gestrichelte Linie dargestellte Verschleißgrenze 3 definiert ist. Weiterhin ist ein - in Fig. 1 nur teilweise angedeuteter - elektrischer Stromkreis 4 vorgesehen, der mindestens ein Widerstandselement 5 aufweist. Bei einem Abrieb des Belags 1 durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte, aber in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellte Bremsscheibe 6 erfolgt eine Widerstandsänderung des Widerstandselements 5 durch die der Abrieb des Belags 1 entsprechend meßbar bzw. erfaßbar ist.

Dadurch, daß das Widerstandselement 5 so ausgebildet ist, daß beim Abrieb des Belags 1 vom unverschlissenen Zustand bis hin zu seiner Verschleißgrenze 3 eine gleichförmige Widerstandsänderung gewährleistet ist, werden die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt vzw. eine stufenartige Widerstandsänderung des Widerstandselements 5 erst ab der Verschleißgrenze 3, d. h. wenn der Abrieb des Belags 1 die Verschleißgrenze 3 überschritten hat.

Fig. 1 zeigt, daß der Widerstandselement 3 außerhalb des Belags 1 auf dem Belagträger 2 angeordnet ist. Denkbar bzw. realisierbar ist auch, daß das Widerstandselement 5 innerhalb des Belags 1 vorgesehen wird. Im Anfangszustand, d. h. im unverschlissenen Zustand des Belags 1 weist der Belag 1 und das Widerstandselement 5 - wie in Fig. 1 gezeigt - die gleiche Höhe auf. Das Widerstandselement 5 ist so angeordnet, daß das Widerstandselement 5 einen Abrieb in Längsrichtung erfährt, so daß der Belag 1 und das Widerstandselement 5 beide gleichmäßig "abgerieben" werden.

Die Fig. 1 und 4 zeigen ein konisch ausgebildetes Widerstandselement 5. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, kann das Widerstandselement 5 aber auch zylinderförmig ausgebildet sein.

Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt ein zylinderförmig ausgebildetes Widerstandselement 5, das hier an der Bremsscheibe 6 anliegt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Stromflußrichtung des Stromkreises 4 im wesentlichen in Längsrichtung des Widerstandselements 5. Folglich ist die Länge des Widerstands des Widerstandselements 5 hier direkt proportional zur Länge des Widerstandselements 5. Da sich die Länge des Widerstandselements 5 aufgrund der Einwirkung der Bremsscheibe 6 entsprechend verändert, nämlich verringert, erfolgt hier die erwähnte gleichförmige Widerstandsänderung des Widerstandselements 5.

Die schematische Darstellung in Fig. 3 zeigt ebenfalls - wie Fig. 2 - ein zylinderförmig ausgebildetes Widerstandselement 5. Im Gegensatz zu Fig. 2 erfolgt hier die Stromflußrichtung des Stromkreises 4 im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Widerstandselements 5. Um dies zu realisieren, weist das Widerstandselement 5 zwei leitende Außenschichten 7 und 8 auf. Wirkt nun die dargestellte Bremsscheibe 6 auf das Widerstandselement 5 ein, d. h. verringert sich die Länge des Widerstandselements 5, so erfolgt auch eine Widerstandsänderung des Widerstandselements 5. In diesem Fall ist die Größe des Widerstands des Widerstandselements 5 - bei einer Stromflußrichtung quer zu dessen Längsrichtung - indirekt proportional zur Länge des Widerstandselements 5. Aber auch in diesem Fall erfolgt eine gleichförmige Widerstandsänderung über den hier interessierenden Bereich der entsprechenden Belagstärke.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zylinderförmig ausgebildeten Widerstandselement 5 nimmt die Stärke des Widerstands bei zunehmendem Abrieb des Belags 1 gleichförmig ab, bis - erst bei Erreichen der Verschleißgrenze - ein "Unstetigkeitssprung" erfolgt. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 wird der Widerstand bei zunehmendem Abrieb entsprechend gleichmäßig größer. Je nach Ausbildung des Widerstandselements 5 kann beispielsweise eine lineare oder auch "kurvenförmige" Widerstandsänderung realisiert werden, die in gewissem Sinn aber immer gleichförmig ist und keine "Sprünge" bzw. "Lücken" bis zur Verschleißgrenze aufweist.

Die Fig. 4a und 4b zeigen ein konisch ausgebildetes Widerstandselement 5, wobei das in Fig. 4a ausgebildete Widerstandselement 5 vzw. in seiner Längsrichtung stromdurchflossen wird und das in Fig. 4b dargestellte und konisch ausgebildete Widerstandselement 5 quer zu seiner Längsrichtung stromdurchflossen werden kann, wozu es wiederum zwei entsprechend leitende Außenschichten 7 und 8 aufweist.

Durch die hier teilweise dargestellte und erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Anzeige des Verschleißes eines Bremsbelags möglich, wobei über den gesamten Bereich des Bremsbelags, nämlich vom unverschlissenen Zustand bis hin zur Verschleißgrenze, eine Restdickenkontrolle des Bremsbelags gewährleistet ist. Hierdurch werden die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden, insbesondere wird der Service vereinfacht, da insbesondere eine aufwendige Bremsbelagkontrolle entfällt bzw. die Aufwendungen zu einer solchen Kontrolle reduziert werden können.

Weiterhin weist die Vorrichtung eine entsprechende Anzeige oder einen Mikroprozessor sowie schaltungstechnische Elemente auf, die notwendig sind, um beispielsweise die erfolgende und meßbare Widerstandsänderung in den entsprechenden Verschleiß des Belags umzurechnen bzw. anzuzeigen.

Claims

1. Vorrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stärke eines zumindest zeitweise einer Reibung unterliegenden und einen Abrieb erfahrenden, verschleißenden Belags (1), insbesondere zur Ermittlung der Stärke eines Brems- oder Kupplungsbelags, wobei der Belag (1) auf einem Belagträger (2) angeordnet ist und durch eine bestimmte Stärke des Belags (1) eine Verschleißgrenze (3) definiert ist, wobei ein elektrischer Stromkreis (4) mit mindestens einem Widerstandselement (5) vorgesehen ist und bei einem Abrieb des Belags (1) eine Widerstandsänderung erfolgt und der Abrieb des Belags (1) durch die entsprechende Widerstandsänderung meßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement so ausgebildet ist, daß beim Abrieb des Belags (1) vom unverschlissenen Zustand bis hin zu seiner Verschleißgrenze (3) eine gleichförmige Widerstandsänderung gewährleistet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erst ab der Verschleißgrenze (3) eine stufenartige Widerstandsänderung erfolgt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (5) innerhalb des Belags (1) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (5) außerhalb des Belags (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (5) so angeordnet ist, daß das Widerstandselement (5) einen Abrieb in Längsrichtung erfährt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (5) zylinderförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (5) konisch ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromflußrichtung im wesentlichen in Längsrichtung des Widerstandselements (5) erfolgt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromflußrichtung im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Widerstandselements (5) erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Widerstandselement (5) zwei leitende Außenschichten (7) aufgebracht sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Widerstands des Widerstandselements (5) - bei einer Stromflußrichtung in dessen Längsrichtung - direkt proportional zur Länge des Widerstandselements (5) ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Widerstands des Widerstandselements (5) - bei einer Stromflußrichtung quer zu dessen Längsrichtung - indirekt proportional zur Länge des Widerstandselements (5) ist.