DE2064661A1 - Schaltkopf zur Überwachung der Reibmaterialstärke von Bremsbelägen - Google Patents

Description

• Schaltkopf zur Uberwachung der Reibmaterialstärke von Bremsbelägen Die Erfindung betrifft einen Schaltkopf zur Überwachung der Reibmaterialstärke von Bremsbelägen, insbesondere in Fahrzeugbremsen, welcher bei Unterschreiten einer vorgebbaren Reibmaterialstärke durch Schließen oder öffnen eines elektrischen Stromkreises ein Signal erzeugt.
• Derartige, auch unter dem Namen "Verschleißanzeiger" bekannte Einrichtungen dienen dem Zweck, die Abnutzung des Reibmaterials von Bremsen durch Auslösung eines Warnsignals optischer, akustischer oder anderer Art anzuzeigen. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, einen isolierten Metallstift, der an ein elektrisches Potential angeschlossen ist, in das Reibmaterial hineinragen zu lassen, damit er bei BerUhrung mit der Bremstrommel oder der Bremsscheibe mit dem Massepotential des Fahrzeuges in Perübrund kommt und einen Kontrollstromkreis schließt.
• Derartige Verschleißanzeiger geben bei Einwirkung elektrisch leitender Flüssigkeiten, wie beispielsweise Salzwasser auf die Bremsbeläge, vorzeitig ein Kontrollsignal ab, wodurch eine Ubermäßige Abnutzung der Bremsbeläge vorgetäuscht wird, die in Wirklichkeit nicht vorliegt. Die leitende FlUssigkeit dringt nämlich in das poröse Reibmaterial ein und verursacht hier einen Masseschluß. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verschleißanzeiger liegt darin, daß bei modernen Achsaufhängungen häufig nicht mit hinreichender Sicherheit gewährleistet ist, daß das Massepotential des Fahrzeuges bis an die Bremsscheibe gelangt. Dies liegt daran, daß die Achsen teilweise Uber Gummi- oder Kunststoff-Dämpfelemente mit den tragenden Teilen verbunden sind.
• Es sind weiterhin Verschleißanzeiger bekannt, die durch Isolierstücke oder mittels Isolierlack gegen das Bremsgehäuse oder andere Masse fUhrende Teile isoliert sind. Diese Ausführungen eignen sich in erster Linie fUr Bremsen geringer Leistung, bei denen keine größeren kinetischen Energien in Wärme umgesetzt werden, weil bei hoher Wärmeentwicklung Alterungserscheinungen an den isolierenden Teilen zu beobachten sind. Es ist ferner sehr schwierig, derartige isolierte Verschleißanzeiger betriebssicher gegen Kriechströme zu machen, die z.B.
• beim Fahren auf mit Salz bestreuten Fahrbahnen im Winter leicht auftreten können.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschleißanzeiger zu schaffen, der weitgehend unabhängig gegen äußere Einflüsse ist und somit auch nach längerer Benutzung noch eine sichere Verschleißanzeige gewährleistet. Diese Aufgabe wird bei einem Schaltkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb eines abgeschlossenen Gehäuses ein von außen betätigbarer elektrischer Schalter untergebracht und an mindestens eine gekapselt nach außen geführte Leitung angeschlossen ist und die Betätigung des Schalters unter Verformung mindestens einer Behälterwand durch Einwirkung eines Bremsbelagträgers oder eines damit verbundenen Betätigungsorganes erfolgt.
• Der erfindungsgemäße Schaltkopf besitzt keine außen liegenden Anschlüsse, so daß auch nach längeren Zeiträumen keine Gefahr einer Kriechstrombildung besteht. Er ist ferner unempfindlich gegen starke Temperaturschwankungen, und die fUr die elektrische Funktion wesentlichen Teile sind nicht der Gefahr der Verschmutzung oder der Einwirkung ätzender Flüssigkeiten ausgesetzt. Ferner wird auf einfache Weise die sichere Anlegung von Massepotential an die dafUr vorgesehenen Schaltelemente ermöglicht. Die Betätigung des Schalters kann entweder unmittelbar durch den Reibmaterialträger oder durch entsprechende Ansätze erfolgen. Bei einer Bremsung wird die Reibmaterialohberfläche fest gegen die Bremsscheibe gedrückt, und der Abstand, den der Materialträger dann noch von der Bremsscheibe besitzt, stellt ein Maß fUr die Stärke des Reibmaterials dar. Dieses Maß darf einen bestimmten Wert nicht unterschreiten, um die Sicherheit des Fahrzeuges zu gewährleisten und die Bremsscheibe vor Beschädigungen zu schUtzen.
• Erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Auslösung des Warnsignals, so findet diese durch eine Verformung eines Teiles des Gehäuses der Vorrichtung statt.
• Die Vorrichtung wird daher durch das Eintreten des Warnfalles unbrauchbar. Dies hat zur Folge, daß bei Einsetzen neuer Bremsbeläge auch eine neue Warnvorrichtung eingebaut werden muß, so daß die Funktion der gesamten Warnanlage nicht durch einen Uberalterten Schalter gefährdet werden kann.
• Die Verbiegung der Gehäusewand kann durch direkte Einwirkung der Bremsbelagträger oder der Betätigungsorgane auf die Gehäusewandung oder auf entsprechende an ihr angebrachte, als Hebel wirkende Vorsprünge bewirkt werden.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt sowohl die Verwendung eines Schleichkontaktes innerhalb des abgeschloasenen Gehäuses als auch die Verwendung eines Sprungkontaktes.
• Bei einem Sprungkontakt wird eine Kontaktzunge plötzlich unter Federdruck in die andere Schaltlage gebracht, wenn der Schaltweg einen bestimmten Wert Uberschreitet. Dabei ist der Schaltpunkt klar definiert, so daß diese Art der Schalterausbildung vorzuziehen ist. Der Schalter kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend als Arbeits-oder Ruhekontakt ausgebildet sein. FUr beide Arbeitsweisen bietet die Erfindung zahlreiche Möglichkeiten der Realisierung. Bei einem Ruhekontakt ist die Möglichkeit der ständigen Uberwachung der Funktionsbereitschaft der Warnvorrichtung gegeben.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Gehäusewand ein nach außen abstehender Stift derart befestigt, daß eine Verschwenkung des Stiftes durch axial zur Bremsscheibe wirkende Kräfte eine Verformung der Gehäusewand und damit die Auslösung des Schalters bewirkt.
• Bei dieser Bauform ergibt sich eine gute Unterbringungsmöglichkeit fUr die Vorrichtung, insbesondere bei solchen Bremsen, bei denen Bremsbeläge von beiden Seiten gegen eine Bremsscheibe drUcken. Die auf den Stift einwirkende Auslösekraft verursacht eine Verschwenkung des Stiftes bei Verformung der Gehäusewand um seine Einspannung, Hierdurch wird der Schalter betätigt,uohne daß bewegliche Teile sich in das Gehäuse hineinbewegen.
• Vorteilhaft ist an der Innenseite einer Gehäusewand ein mit seinem Ende gegen eine gespannte Sprung feder drückender Hebel starr befestigt, welcher die Sprungfeder bei Verformung der Gehäusewand in ihre andere Schaltlage drUckt. Die Sprungfeder ist dabei innerhalb des Gehäuses gespannt und steht unter der Einwirkung des Hebels.
• Eine besonders gUnstige Bauform der Vorrichtung erhält man, wenn eine Gehäusewand als Sprungmembran mit zwei unterschiedlichen Schalte-lagen ausgebildet und mit einet elektrischen Kontaktarm ausgestattet ist.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sin; den UnteransprUchen zu entnehmen.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einigen Aus fllhrungsbeispielen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine AusfUhrungsform der überwachungsvorrichtung im Schnitt, Fig. 2 die Ausbildung der Sprungfeder nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 die Ausbildung des Druckhebels nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 4 zeigt eine Überwachungsvorrichtung mit einem als Arbeitskontakt ausgebildeten Schalter, Fig. 5 eine Überwachungsvorrichtung, bei der ein Gehäuseteil als Sprungmembran ausgebildet ist und Fig. 6 zeigt eine weitere Aus fUhrungs form mit einem als Ruhekontakt wirkenden Schalter.
• Bei der in den Fig. 1 - 3 dargestellten Überwachungsvorrichtung ist das hermetisch abgeschlossene Gehause mit 1 bezeichnet. Es besteht aus einer Kappe 2, die mit einem Bodenblech 3 zusammengebördelt ist. Das Bodenblech 3 besitzt eine exzentrisch angebrachte nach unten gerichtete Ausnehmung 4 mit einer geraden senkrechten Seite 5, an der im Auslösefall das Betätigungsorgan 6 angreift. Dieses kann unmittelbar der Belagträger sein oder ein mit ihm bewegliches, starr mit ihm verbundenes Teil.
• In dem horizontal verlaufenden Bereich des Bodenblechs 3 ist ein Stift 7 befestigt, der abdichtend in das Gehäuses innere gefUhrt ist, und an dessen innenseitigem Ende ein Druckhebel 8 angebracht ist. Dieser besitzt U-förmiges Format, wobei die parallel zueinander verlaufenden Schenkel gegenüber dem eben auf dem Bodenblech 3 aufliegenden Querbalken 9 zum Gehäuse innern hin abgewinkelt sind Gegenüber dem Stift 7 liegt ein weiteres Betätigungsorgan 10. Bei einem Bremsvorgang mit abgenutzten Bremsbelägen werden die Betätigungsorgane 6 und/oder 10 in Richtung der Pfeile 11, also gegeneinander, gedrUckt, so daß sie auf den Stift 7 und/oder die senkrechte Fläche 5 des Gehäuses 1 einwirken. Hierdurch wird der Stift 7 geschwenkt und der Druckhebel 8 verstellt.
• Bei der Abnutzung von Bremsbelägen kann der Fall eintreten, daß ein Belag stärkerem Verschleiß unterliegt, während der andere weniger oder gar nicht verschleist.
• In diesem Falle kann z.B. der Belag mit dem Betätigungsorgan lo als erster verschlissen sein. Dabei wird der Stift 7 direkt durch das Betätigungsorgan 1 geschwenkt, wobei sich das Schaltkopfgehäuse gegen das Trägerblech 26 abstützt.
• Verschleißt dagegen der Belag mit dem Betätigungsorgan 6 als erster, so wirkt letzteres auf das Gehäuse ein und schiebt es in Richtung des Stiftes, der sich seinerseits am Trägerblech 26 abatütztung durch die hier auftretende Reaktionskraft geschwenkt wird.
• Das Gehäuse 1 besitzt an zwei einander gegenüberliegenden Wandungsteilen Riffelungen 12, 13, in die die Enden einer blattförmigen Sprungfeder 14 eingesetzt sind, die in Fig. 2 gesondert dargestellt ist. Die Sprungfeder 14 hat U-förmiges Format und besitzt zwischen den beiden Federschenkeln 15, 16 eine vom Querbalken 17 ausgehende Kontaktfahne 18, die an ihrem Ende 19 nach oben kreissegmentförmig abgebogen ist. In der Ruhelage ist die Sprungfeder 14 so in das Gehäuse 1 eingesetzt, daß sich ihre U-Schenkel nach unten durchbiegen und die Kontaktfahne 13 mit ihrem Ende 19 an dem abisolierten Ende 22 des elektrischen Leiters 23 aufliegt. Der Leiter 23 ist gekapselt in das Innere des Gehäuses 1 eingefUhrt und mit einem Isoliermantel aus Glasfasern versehen, der nur das Ende 22 zur Kontaktgabe mit der Kontaktfahne 18 frei gibt. Die Leitung 23 ist Uber geeignete Schaltmittel mit der Fahrzeugbatterie verbunden, so daß das Leitungsende 22 den "heißen" Pol des Schalters darstellt. Ferner ist am Gehäuse 1 ein Klemmstecker 24 fUr eine Masseleitung vorgesehen, durch die das Massepotential des Fahrzeugs sicher an das aus Metall bestehende Gehäuse 1 gelegt wird.
• Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, greifen die Schenkel 20, 21 des Druckhebels 6 unter die Schenkel 15, 16 der Sprungfeder 14. Läuft eines oder beide der zwei Betätigungsorgane 6 und 10 gegen den Schaltkopf an, so führt der Stift eine Schwenkbewegung aus, die das Bodenblech 3 verbiegt und der Druckhebel 8 wirkt von unten her auf die Sprungfeder 14 ein, die nach Uberschreiten der kritischen Lage nach oben schnellt und die gestrichelt gezeichnete Lage einnimmt. Dabei wird die Kontaktfahne 18 nach oben geschwenkt. Sie verliert den Kontakt zu dem Leitungsende 22, so daß Uber die Leitung 23 kein Strom mehr nach Masse fließen kann. Der Stromweg ist daher unterbrochen. was z.B. durch einen nachgesohaiteten Schaltkreis zur Anzeige gebracht werden kann. Dies bedeutet, daß die Bremsbeläge erneuert werden müssen.
• Das Gehäuse 1 ist auf einem Trägerbleoh 26 oberhalb der Betätigungsorgane 6, 10 montiert, Die Befestigungsmittel sind im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt.
• Während der Schaltkopf nach Fig. 1 das Schaltverhalten eines Ruhekontaktes hat, besitzt die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform das Schaltverhalten eines Arbeitskontaktes mit gleichem Arbeitsprinzip. Die Sprungfeder 14 ist hier innerhalb des Bodenteiles 3' eines Gehäuses 1' untergebracht, das mit einem Deckel 2 abgedeckt ist. Die Kabeleinführung 27 fUr das Kabel 23' ist oberhalb der Einspannstelle 28 fUr die Sprungfeder 14 angeordnet, so daß die normalerweise nach unten gerichtete Kontaktzunge 18 bei einer Schwenkung des Stiftes nach oben gedrUckt wird und mit ihrem Ende gegen das Leitungsende 22' achlägt. Während die Leitung 23' zuvor keinen Massekontakt hatte, ist dieser nun Uber die Sprungfeder 14 hergestellt.
• Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 4 ist jeweils das gleiche Prinzip angewandt worden. Durch die unterschiedliche Anordnung der Leitungsenden 22, 22' unterhalb bzw. oberhalb der Einspannstelle 28 wird das unterschiedliche Schaltverhalten bei sonst gleichartigen Bauelementen bewirkt.
• Bei dem Ausfllhrungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein flaches Gehäuse 30 mit einem bogenförmig nach unten vorgespannten Boden 31 versehen, in den zwei senkrecht abstehende Stifte 32, 33 eingesetzt sind. Die Stifte sind so angeordnet, daß @eweils eines der Betätigungsorgane 6, 10 bei abgenutzten Bremsbelägen gegen einen der Stifte 32, 33 drückt. Der Stift 32 spannt zusammen mit dem Bodenblech 31 die Kontaktzunge 34 ein. Diese besitzt einen eben auf dem Bodenblech 31 aufliegenden Teil 35, der durch den Stift 32, beispielsweise durch Vernietung, mit eingespannt ist und einen dazu abgewinkelten Teil 36, der in das @ehäuseinnere hineinragt und sich mit seinem Ende 37 auf dem Ende 22 des Leiters 23 abstUtzt. Auch das Gehäuse 30 ist dicht gegen die Umgebung abgeschlossen.
• Das auf dem Mittelteil 38 des Halteblechs 26' aufliegende, nach unten vorgespannte Bodenblech 31 wirkt als Sprungmembran, die sich entweder unter Einwirkung der die Stifte 32, 33 gegeneinander drUckenden Betätigungsprgane 6, 10 oder durch Einwirkung eines der Betätigungsorgane 6 oder 10 auf einen der Stifte 32 oder 33 verformt und nach oben hin umschnappt. Dabei löst sich das Ende 37 der Kontaktzunge 34 von dem Leitungsende 22, so daß der zuvor bestehende Massekontakt der Leitung 23 unterbrochen wird.
• Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß das Bodenblech 31 des Gehäuses 30 eine Doppelfundon ausUbt, nämlich sowohl zum Verschließen des Gehäuses dient als auch die fUr den Schalter notwendige Federfunktion mit wahrnimmt. Auch dieser Schalter kann durch entsprechend ahdersartige Anordnung des Leitungsendes 22 als Arbeitskontakt verwendet werden.
• Der Schaltkopf nach Fig. 6 besitzt innerhalb eines Gehäuses 40 mit einem länglichen Gehäuseteil 41 und einem ebenen Bodenblech 42 eine Kontaktfeder 43, die an einem Ende am Kopfende des Stiftes 44 eingespannt ist, während das andere Ende im gespannten Zustand in den Schlitz 45 des Stifftes 46 eingreift. Die Kontaktfeder 43 ist bogenförmig nach unten hin vorgespannt und stützt sich in ihrem mittleren Bereich auf das isolierte Leitungsende 22 der Leitung 23 auf.
• Die Stifte 44, 46 sind abgedichtet durch das Bodenblech 42 des Gehäuses geftihrt und ragen nach unten hin zwischen die Betätigungsprgane 6, 10. Wird einer der beiden Stifte 44, 46 oder beide durch die anlaufenden Betätigungsorgane 6, 10 umgebogen, so gleitet die Kontaktfeder 43 aus der geschlitzten Halterung 45 heraus und apringt aufgrund ihrer natUrlichen Vorspannung in die gestrichelte Lage. Hierdurch wird der Kontakt geöffnet t und verbleibt in diesem Zustand. In der Zeichnung ist zwar die Masseverbindung des Gehäuses nicht dargestellt, sie muß aber vorhanden sein, damit die Vorrichtung funktionsfähig ist.
• Auch dieser Schalter kann durch geringfüglge bauliche Veränderungen, z.B. durch andersartige Anordnung des Leitungsendes 22, als Arbeitskontakt ausgebildet werden.

Claims (9)

PatentansprUche

1.Schaltkopf zur Überwachung der Reibmaterlalstärke von Bremsbelägen, insbesondere von Fahrzeugbremsen, welche bei Unterschreiten einer vorgegebenen Reibmaterialstärke durch Schließen oder öffnen eines elektrischen Stromkreises ein Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer abgeschlossenen Dose (1) ein von außen betätigbarer elektrischer Schalter (18,22) untergebracht und an mindestens eine gekapselt nach außen gefUhrte Leitung (23) angeschlossen ist und die.

Betätigung des Schalters unter Verformung mindestens einer Wand der Dose (3) durch Einwirkung eines Bremsbelagträgers oder eines damit verbundenen Betätigungsorganes (6,10) erfolgt.

2. Schaltkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Gehäusewand ein nach außen stehender Stift (7) derart befestigt ist, daß eine Verschwenkung des Stiftes durch radial einwirkende Kräfte eine Verformung der Gehäusewand (3) und damit die Auslösung des Schalters (18,22) bewirkt.

3. Schaltkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite einer Gehäusewand (3) ein mit seinem freien Ende gegen eine gespannte Sprungfeder (14) drUckender Stab (8) starr befestigt ist und bei Verformung der Gehäusewand (3) die Sprungfeder (14) in ihre andere Schaltlage drUckt.

4. Schaltkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gehäusewand (31) als Sprungmembran mit zwei unterschiedlichen Schaltlagen ausgebildet und mit einem elektrischen Kontaktarm (34) ausgestattet ist.

5. Schaltkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei Stellen einer nach außen gewölbten Gehäuse wand (31) Stifte (32,33) angebracht sind, und daß einer der Stifte zusammen mit einer Kontaktzunge (34) in die Gehäusewand eingespannt ist.

6.Schaltkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer an einer Gehäusewand starr angebrachten Halterung (44) und einem Schlitz (45) in einer innerhalb des Gehäuses befestigten Abstützung (46) eine Feder (43) derart eingespannt ist, daß eine Verformung der Gehäusewand (42) zu einem Ausklinken der Feder (43) aus dem Sohlitz (45) führt.

7. Schaltkopf nach einem der AnsprUche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Gehäusewand betätigte Schaltarm in einer Schaltstellung an dem ab lsollerten Ende (22) eines gekapselt in das Gehäuseinnere geführten Leiters (23) anliegt.

8. Schaltkopf nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewand (3) mit einer gegen ein Betätigungsorgan (6) vorspringenden Ausbauchung (4) versehen ist, während ein ebenfalls an der Gehäusewand (3) angebrachter Stift (7) die Betätigung des Schalters bewirkt.

9. Schaltkopf nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß er nur einseitig betätigbar ist, und bei Betätigung durch nur ein Betätigungsorgan (6 oder 10) die Auslösung des Schaltvorganges unter Zuhilfenahme der durch das Halteblech (26) aufgebrachten Reaktionskraft geschieht.

L e e r s e i t e