DE2163418A1 - Schaltungsanordnung zur auswertung der signale von verschleisstastvorrichtungen von bremsen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Auswertung der Signale von Verschleißtastverrichtung en von Bremsen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Auswertung zur Signale von Verschleißtastvorrichtungen von Bremsen, insbesondere Fahrzeugbremsen, bei welchen die Verschleißtastvorrichtungen aus als Ruhekontakte ausgebildeten elektrischen Schaltern bestehen, die jeweils mit einem Einzelwiderstand in Reihe liegen Es ist bekannt, Bremsen mit Verschleißanzeigern auszurüsten, ole bei Erreichen einer vorgegebenen Reibmaterialstärke ein Warnsignal auslösen. Am weitesten verbreitet sind die elektrischen Kontaktaktgeber. Bei einer bekannten Ausführung ist innerhalb des Reibmaterials oder in unmittelbarer Nähe davon in die Belagträgerplatte ein elektrischer Kqntaktstift eingesetzt, der von der Trägerplatte in Richtung auf die Bremsscheibe weist. Die aus der Trägerplatte herausrayende Länge des Kontaktstiftes bestimmt die untere Abnutzungsgrenze des Reibmaterials. Wenn das Reibmaterial so weit abgenutzt ist; daß der Kontaktstift mit der Bremsscheibe in Berührung kommt, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen, der eine optische oder akustische Warneinrichtung auslöst.
• Derartige Verschleißanzeiger bewirken die Auslösung des Warnkreises erst dann, wenn die Mindeststärke des Reibmaterials bereits erreicht ist. Hierin liegt ein großer Nachteil, da die Zeit bis zur ersten Betätigung des Warnkreises in der Regel groß ist; je nach Benutzung des Fahrzeuges kann sie zwischen 1/2 Jahr und zwei Jahren liegen. Daher ist bei Erreichen der. zulässigen Reibmaterialmindeststärke keine Gewähr mehr für eine sichere Funktion sämtlicher den Warnkreis bildender Bauteile gegeben.
• Es ist weiterhin bekannt, in das Reibmaterial einen Widerstand hineinragen zu lassen, der-mit diesem verschleißt, und dessen Widerstandswert als Funktion seiner Länge ein direktes Maß für die Effektivstärke des Reibmaterials darstellt. Eine derartige Einrichtung bedingt jedoch bei der gleichzeitigen Überwachung mehrerer Bremsen einen großen Schaltaufwand. Darüber hinaus entstehen Schwierigkeiten bei der Herstellung der Reibbeläge.
• Ein weiterer Vorschlag geht dahin, den Kontrollkreis derart aufzubauen, daß die Kontrollampe bei Funktionsfähigkeit der Anzeigevorrichtung ständig schwach glimmt und bei Erreichen der Reibmaterialmindeststärke hell aufleuchtet.
• Aufgabe der Brfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich mit einer einzigen Anzeigevorrichtung die Reibmaterialstärken mehrerer Bremsen, beispielsweise sämtlicher Bremsen eines Fahrzeugs, überwachen lassen, und die darüber hinaus eine ständige Funktionskontrolle der Überwachungseinrichtung selbst durchführt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einzelwiderstände Bestandteile einer Brückenschaltung sind, die im stationären Zustand bei geschlossenen Ruhekontakten im Gleichgewicht ist, und bei der mindestens ein Brückenzweig aus einer bei Anlegen einer Spannung verzögernd den endgültigen Strom einstellenden Impedanz besteht.
• Bei dieser Schaltungsanordnung wird das Brückengleichgewicht schon dann gestört, wenn nur einer der Einzelwiderstände dadurch ausfällt, daß sein Ruhekontakt geöffnet wird. Dies ist immer dann der Fall, wenn bei einer Bremse die Verschleißgrenze erreicht ist. In diesem Fall wird die Warneinrichtung in Betrieb gesetzt.
• Die Schaltung übt eine ständige Kontrolle ihrer Funktionsfähigkeit aus. Dies wird durch die in einem Brückenzweig liegende Impedanz erreicht, die beim Anlegen der Brückenschaltung an die Versorgungsspannung vorübergehend für eine Verstimmung der Brücke sorgt, bis der stationäre Zustand erreicht ist. Dabei spricht die Warnvorrichtung, beispielsweise in Form einer Kontrollampe, an, um nach Erreichen des Endzustandes bei noch ordnungsgemäßen Bremsen wieder zu erlöschen.
• Die Stromversorgung der Schaltungsanordnung kann mit dem Zündkreis eines Fahrzeugs oder einer anderen Maschine oder mit einem bei Inbetriebnahme einzuschaltenden Stromkreis gekoppelt sein, so daß die Brückenschaltung immer erst dann an Spannung gelegt wird, wenn das Fahrzeug oder die Maschinen in Betrieb genommen wird. Zugleich mit der Inbetriebnahme entsteht zunächst eine Verstimmung der Brückenschaltung und damit ein Ansprechen der Warnvorrichtung. Nach kurzer Zeit, wenn der stationäre Zustand erreicht ist, wird die Warnvorrichtung wieder aberregt, so daß der Kontrollkreis seine eingentliche Überwachungsfunktion wahrnehmen kann.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegen die Einzelwidérstände sämtlicher angeschlossener Bremsen mit den jeweiligen Ruhekontakten parallel zueinander und bilden einen Brückenzweig. Bei untereinander gleicher Dimensionierung der Einzelwiderstände beträgt beispielsweise bei einem Fahrzeug, bei dem vier Bremsen überwacht werden müssen, der Widerstandswert eines jeden Einzelwiderstandes das Vierfache eines Brückenwiderstandrstandes. Sämtliche Einzelwiderstände liegen zusammen mit ihren Ruhekontaken parallel zueinander und bilden einen der Brückenwiderstände. Selbstverständlich kann die Brückenschaltung -beispielsweise eine Wheatstonesche Brücke - entweder so ausgebildet sein daß alle vier Brückenwiderstände im stationären Zustand untereinander gleich sind, sie kann aber auch so dimensioniert sein, daß die Brückenwiderstände unterschiedlich sind, wobei jedoch auf Einhaltung der Gleichgewichtsbedingungen zu achten ist.
• Die Impedanz kann aus dem ohm'chen Widerstand eines der Brückenzweige mit einem parallel-geschalteten Kondensator bestehen. Bei Anlegen der Versorgungsspannung bewirkt der Ladestrom des Kondensators die beabsichtigte Brückenverstimmung. In diesem Stadium ist der Kondensator zunächst niederohmig. Dies führt zu einer vorübergehenden Störung des Brückengleichgewichts.
• Die Impedanz kann auch aus einem NTC-Widerstand oder aus einem anderen temperaturabhängigen Widerstand bestehen, bei dem sich der endgültige Widerstandswert erst nach einer gewissen Zeit nach dem Einschalten der Versorgungsspannung einstellt.
• Im einfachsten Fall genügt es als Kontrollvorrichtung eine Anzeigdeuchte vorzusehen, die in den Brückennullzweig geschaltet ist. In vielen Fällen ist es jedoch günstiger, die Anzeigeleuchte über eine Verstärkerschaltung zu betreiben, die mit ihren Eingangsklemmen in den Brückennullzweig gelegt ist. Eine derartige Schaltung hat den Vorteil, daß die Brückenschaltung hochohmig gehalten werden kann. Hierdurch wird die Fahrzeugbatterie nicht übermäßig belastet.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt das PrinzlpHschaltbSld einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, und Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer weiteren Ausführungsform Bei der Schaltung nach Fig. 1 ist eine Wheatstonesche Brücke mit den Brückenwiderständen R1, R2 und R3 vorgesehen, bei der der vierte Brückenwiderstand aus den den einzelnen Bremsen zugeordneten Einzelwiderständen R41, R42, R43 und R44 besteht. DieEinzelwiderstände liegen jeweils mit einem Ruhekontakt S1 bis S4 in Reihe. Mit ihrem etnen Ende sind sie jeweils an einen Pol der Spannungsversorgung, beispielsweise an Masse, angeschlossen. Die Ruhekontakte S1 bis S4 sind räumlich an den Bremsen selbst angeordnet. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung interessiert jedoch lediglich ihre elektrische Einschaltung in die gesamte Schaltungsanordnung.
• Im Brückennullzweig, d.h. zwischen den Punkten P1 und P2 der Meßbrücken liegt die Anzeigeleuchte K, die entsprechend der Verstimmung der Meßbrücke auf leuchtet.
• Die Anzeigeleuchte K ist zum Schutz vor Überspannungen von einer Zenerdiode D überbrückt.
• Parallel zu den Widerständen R41 bis R44 und den zugehörigen Ruhekontaken S1 bis S4 liegt ein Kondensator C.
• Die Schaltungsanordnung wird vorzugsweise an die Zündanlage eines Fahrzeuges angeschlossen. Bei Einschalten der Zündung wird somit die Spannung U an die Brückenschaltung gelegt. Hierbei leuchtet die Anzeigeleuchte K kurzzeitig auf, bis der Kondensator C sich aufgeladen hat. Hierdurch wird dem Fahrer angezeigt, daß der Kontrollkreis funktionsbereit ist.
• In der Praxis läuft die Funktion des Kontrollkreises nach folgenden Möglichkeiten ab 1.) Die Kontrollampe leuchtet nach Einschalten der Zündung auf und erlischt nach einigen Sekunden: die Warnanlage arbeitet störungsfrei und alle Bremsbeläge weisen eine noch ausreichende Reibmaterialstärke auf.
• 2.) Nach Einschalten der Zündung leuchtet die Kontrollampe nicht kurzzeitig auf: der Warnkreis ist defekt.
• 3.) Nach Einschalten der Zündung leuchtet die Kontrollampe auf und bleibt hell: der Warnkreis ist defekt oder die Reibmaterialmindeststärke ist an einer oder mehreren Bremsen unterschritten.
• 4.) Die Kontrollampe hat nach Einschalten der Zündung kurz aufgeleuchtet und beginnt während der Fahrt wieder aufzuleuchten : der Warnkreis ist defekt oder an mindestens einer Bemse ist die Reibmaterialmindeststärke erreicht.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung überwacht ihre Funktionsfähigkeit selber und bietet den Vorteil, daß sie gegen Spannungsschwankungen, wie sie vor allem in Kraftfahrzeugen häufig auftreten, weitgehend unempfindlich ist. Die oben zur Überwachung von vier Bremsen beschriebene Eintichtung kann selbstverständlich zur Überwachung jeder beliebigen Anzahl von Bremsen eingesetzt werden, wenn die entsprechenden Einzelwiderstände hierfür geeignet dimensioniert werden.
• Die Potentialdifferenz zwischen P1 und P2 kann-sowohl direkt eine Glühlampe zum Aufleuchten bringen, sie kann aber auch dazu benutzt werden, eine Verstärkerschaltung anzusteuern, die ihrerseits ein Warnsignal auslöst.
• Hat einer der Schalter S1 bis S4 geschaltet, und schaltet bis zur Überholung der Bremse ein weiterer oder noch mehrere Schalter, so würde die Potentialdifferenz zwischen den Punkten P1 und P2 unzulässig hoch werden. Aus diesem Grunde sind die Punkte P1 und P2 durch die Zenerdiode D miteinander verhunden, deren Sperrspannung der höchsten zulässigen Potential differenz zwischen P1 und P2 entspricht.
• Die in Fig. 2 dargestellte Brückenschaltung gleicht im wesentlichen derjenigen der Fig. 1. Gleiche Schaltelemente sind daher auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß bei der Schaltung nach Fig. 2 anstelle des Widerstandes R3 ein NTC-Widerstand $@, also ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, in die Brüc-kenschaltung eingesetzt ist. Dafür wird der Kondensator C nicht benötigt.
• Der Widerstand R31 sorgt nach dem Anlegen der Spannung U dafür, daß die Meßbrücke zunächst im Ungleichgewicht ist. Erst nach einer gewissen Zeit stellt sich der Gleichgewichtszustand ein, wenn der Widerstand R31 seinen stationären Betriebs zustand erreicht hat.

Claims (8)

Ansprüche

1.5 chaltungs anordnung zur Auswertung der Signale von Verschleißtastverrichtungen von Bremsen, insbesondere Fahrzeugbremsen, bei welchen die Verschleißtastvorrichtungen aus als Ruhekontakte ausgebildeten elektrischen Schaltern bestehen, die jeweils mit einem Einzelwiderstand in Reihe liegen, dadurch ge-Kennzeichnet, daß die Einzelwiderstände (R41, $42, $43, R44) Bestandteile eicr Brückenschaltung sind, die im stationären Zustand bei geschlossenen Ruhekontakten bis bis S S4) im Gleichgewicht ist, und bei der mindestens ein Brückenzweig aus einer bei Anlegen einer Spannung verzögernd dz endgültigen Strom einstellenden Impedanz (C, 31) besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwiderstände (R4l bis R44) sämtlicher angeschlossener Bremsen mit den jeweiligen Ruhekontakten (S1 bis S4) parallel zueinander liegen und einen Brückenzweig bilden.

3. Schaltungsancrdung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz aus dem ohmschen Widerstand eines der Brückenzweige mit einem parallel geschalteten Kondensator C besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch . gekennzeichnet, daß die Impedanz aus einem NTC-Widerstand (R31) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Brücke nullzweig eine Anzeigeleuchte (K) geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeleuchte (K) mit einem spannungsbegrenzenden Bauelement (D) überbrückt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 Dis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz zwischen P1 und P2 eine Verstärkerschaltung ansteuert, die ihrerseits ein Warnsignal auslöst.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Stromversorgung mit dem Zündkreis eines Fahrzeugs oder einer Maschine gekoppelt ist.