DE2227571C3 - Elektrische Anzeigevorrichtung zur Ermittlung des Bremsbelagverschleißes bei Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Kontakt bei seinem Wirksamwerden eine Unterbrechung des Fahrbetriebs bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die während des Betriebes der Bremse eine genaue digitale Anzeige bestimmter Werte des Belagverschleißes (und damit bestimmter Werte des noch zur Verfugung stehenden Bremsbelages) liefert und deren Montage möglichst einfach ist,

Diese Aufgabe wird bei einer Anzeigevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a bis cgelöst.

Das Merkmal a ist bei im Bremsbelag angeordneten temperaturabhüngigen und berührungsabhängigen Ge- «5 bern bereits bekannt (GB-PS 6 39 732). Es bringt den Vorteil, daß der zerstörte Widerstandsgeber in einem Arbeitsgang — ohne zusätzliche Aus- und Einbauarbeiten sowie Justierung — ausgewechselt werden kann.

Außerdem ist es bereits bekannt, bei Brechelement-Widerstandsgebern mit nur einem einzigen Brecheiement dem Widerstand des Brechelements einen zweiten Widerstand parallel zu schalten. Beim Zerbrechen des Brechelements ändert sich somit der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung, was zu der Signalgebung ausgenutzt wird(DT-OS 20 10341).

Da sich bei der Erfindung die den Eingangsstromkreis für die Signaleinrichtung bildenden Stromzweige auf die Brechelemente beschränken, gehen irgendwelche elektrischen Eigenschaften des rotierenden Teils oder Übergangswiderstände bei den bekannten Vorrichtungen mit Digitalanzeige nicht ein. Die Signaleinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie irgendwelche Schaltvorgänge auslöst. Im einfachsten Falle besteht sie aus einem elektrischen Anzeigeinstrument, das entsprechend der Anzahl der Stromzweige in Bereiche unterteilt sein kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das digitale Signal gegebenenfalls weiterverarbeitet werden kann.

Die Brechelemente können vorteilhafterweise aus einem spröden Material, wie Keramik, bestehen und mit Sollbruchstellen versehen sein. Sie besitzen unterschiedliche Erstreckungen in Richtung auf das rotierende Teil, so daß stufenweise bei Änderungen des Belagverschleißes, die ja eine gewisse Annäherung des Trägers für den Reibbelag an das rotierende Teil erforderlich machen, Brechelemente abgebrochen werden. Infolge der Tatsache, daß die Signalerzeugung durch Abbrechen von Elementen erfolgt, ist auch bei unmittelbarem Zusammenwirken der Brechelemente mit dem rotierenden Teil der Bremse ein längeres Schleifen des jeweiligen Brechelements auf der Reibfläche des rotierenden Teils und damit eine Beschädigung desselben vermieden.

Die Anzahl der Brechelemente ist beliebig. Sie kann relativ groß gewählt werden, wobei die Montage und die elektrische Zusammenschaltung der auf den einzelnen Brechelementen enthaltenen, zweckmäßigerweise durch Aufdampfen von Widerstandsbahnen gewonnenen Stromzweige besonders einfach ist.

Die Stromzweige sind zwangsläufig so angeordnet, daß sie bei Vorhandensein von Sollbruchstellen über diese verlaufen. Sind keine Sollbruchstellen ausgeformt, so werden die Brechelemente doch an bevorzugten Stellen brechen, und man wird die Stromzweige sich über diese Stellen erstrecken lassen. Der gemeinsame Bereich wird dann die Parallelschaltung der Stromzweige herstellende Strombahnen sowie Anschlüsse für die Signaleinrichtung tragen. Auch diese Ausführungsform der Erfindung zeigt deutlich, daß der eigentliche Ansteuerstromkreis für die Signaleinrichtung vollständig auf den Brechelementen untergebracht ist, also irgendeine elektrische Kontaktgabe mit dem rotierenden Teil nicht vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Widerstandsgeber, also die Brechelemente, auf dem Träger außerhalb des Bereichs des Bremsbelages angeordnet sein kann, da ja eine Abstützung gegen die bei Berührung mit dem rotierenden Teil auftretende, in Umiangsrichtung wirkende Reibkraft gerade nicht erforderlich ist, diese Kraft vielmehr zum Abbrechen des zugeordneten Brechelements führen soll. Damit kann der Bremsbelag in seiner vollen Größe zum Bremsen ausgenutzt werden.

Man kann in das Material der Brechelemente auch eine z. B. gitterartige Struktur aus einem biegsamen Material, z. B. Draht, integrieren, so daß nach dem Ansprechen des betrachteten Brecheiements zwar der auf ihm angeordnete Stromzweig unterbrochen wird, aber kein Teil des Brechelements herabfällt und sich in der Bremsanordnung verklemmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall einer Trommelbremse zeigen die Figuren, wobei

Fig. 1 perspektivisch die Ansicht von drei zusammengefaßten Brechelementen wiedergibt, während

Fig.2 die Abwicklung der Stromzweige und ihrer Zusammenschaltung sowie

F i g. 3 die elektrische Schaltung wiedergeben;

Fig.4 schließlich zeigt den hier interessierenden Bereich einer Trommelbremse.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Brechelemente vorhanden, die den gemeinsamen Bereich 1 mit Löchern zum Anschrauben an dem Träger für den Bremsbelag sowie drei Winkelbereiche 2,3 und 4 aufweisen, die über die durch Kerben 5,6 und 7 gebildeten Sollbruchstellen mit dem gemeinsamen Bereich 1 verbunden sind. Wie ersichtlich, haben die Winkelbereiche 2, 3 und 4 Schenkel 8,9 und 10, die sich im eingebauten Zustand — vgl. F i g. 4 — in Richtung auf das rotierende Teil, also in diesem Ausführungsbeispiel die Bremstrommel 11, erstrecken, und die unterschiedliche Längen besitzen. Die Längen steigen in diesem Ausführungsbeispiel von Schenkel 8 zu Schenkel 10 einsinnig stufenweise an. Das bedeutet, daß beim Auftreten eines Belagverschleißes zunächst der Schenkel 10 in Berührung mit der Reibfläche 12 der Trommel U kommt und demgemäß der Winkelbereich 4 bei 7 abbricht. Bei weiterer Vergrößerung des Belagverschleißes geschieht das entsprechende mit den Winkelbereichen 3 und 2.

Auf der — bezüglich F i g. 1 gesehen — hinteren Fläche trägt die Anordnung, wie in Fig. 2 in Abwicklung dargestellt, aufgedampfte Widerstandsbahnen, die teils die erwähnten Stromzweige bilden, teils zur Parallelschaltung dieser Stromzweige und zur Bildung von Anschlüssen für die Signaleinrichtungen dienen. Diese die Stromzweige bildenden Widerstandsbahnen sind mit 13, 14 und 15 bezeichnet; sie sind über Bahnen 16 und 17 miteinander verbunden, die bereits auf dem gemeinsamen Bereich 1 der Anordnung verlaufen, so daß sich die Widerstandsbahnen 13,14 und 15 über die Sollbruchstellen 5, 6 und 7 hinweg erstrecken müssen. Weiterhin tragen die Winkelbereiche 2 und 3 zusätzliche Widerstandsbahnen 18 und 19, die in die gemeinsame Bahn 20 einlaufen und zur

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Herstellung der Parallelschaltung dienen. Bei einer größeren Anzahl von Brechelementen muß die Schaltung entsprechend vergrößert werden. Alle Stromzweige laufen zusammen in den Anschlüssen 21 und 22 für ein in Fig.3 dargestelltes, als Signaleinrichtung dienendes Anzeigeinstrument 23, das in Reihe mit der Spannungsquelle 27 liegt. Zur Signalweiterleitung sind also nur zwei Leiter erforderlich. Entsprechend brauchen bei einem Auswechseln des Biemsbelagträgers nur zwei elektrische Verbindungen gelöst und hergestellt zu werden.

In F i g. 3 ist das Ersatzschaltbild der Anordnung nach den F i g. 1 und 2 angegeben. Die elektrischen Widerstandswerte der Stromzweige sind als Widerstände Kl, Λ 2 und /?3 angegeben. Man erkennt, daß bei Unterbrechung des Stromzweiges 15 der Widerstandswert der Parallelschaltung vergrößert wird; das entsprechende gilt bei weiterer Zunahme des Belagver-

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IO schleißes, wenn auch die Stromzweige 14 und 13 unterbrochen werden. Entsprechend verringert sich der durch das Instrument 23 fließende Strom.

Fig.4 zeigt den Einbau der Vorrichtung zur Belagverschleißermittlung bei einer Trommelbremse, deren Bremsbelag 24 auf dem Träger 25 angeordnet ist. Seitlich des Bremsbelags 24 ist an den Träger 25 die anhand der F i g. 1 und 2 erläuterte Anordnung von drei Brechelementen angeschraubt, von denen nur das Element 10 in dieser Seitenansicht sichtbar ist. Die Wirkung der Bremse, und zwar insbesondere die Größe der zur Wirkung gelangenden Reibfläche des Bremsbelages 24, wird durch die Maßnahmen für die Verschleißanzeige in keiner Weise beeinflußt. Die Brechelemente sind in Richtung der Bewegung des rotierenden Teils — vgl. Pfeil 26 — hinter dem Reibbelag 24 angeordnet, damit beim Wegbrechen des Brechelements dieses frei fallen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrische Anzeigevorrichtung zur Ermittlung des Bremsbelagverschleißes bei Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem auf einem Träger angeordneten Bremsbelag, der beim Bremsen auf einem rotierenden Teil aufliegt, mit einem mit dem Träger in Verbindung stehenden Widerstandsgeber, der eine Brechelementvorrichtung aufweist, die bei Erreichen einer vorgegebenen Bremsbelagabnutzung zerstört wird unter gleichzeitiger Unterbrechung eines auf ihr angeordneten, einen endlichen elektrischen Widerstand aufweisenden Stromzweiges in einem Signalkreis und mit einer angeschlossenen Signaleinrichtung, die durch die Änderung des Gesamtwiderstands im Signalkreis betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Widerstandsgeber am Bremsbelagträger (25) angeordnet ist;

b) der Widerstandsgeber aus einem gemeinsamen Befestigungsteil (1) besteht, von dem aus unterschiedlich lange, jeweils einer vorgegebenen Bremsbelagabnutzung zugeordnete Einzelbrechelemente (1-10) der Brechelementvorrichtung mit Stromzweigen (13, 14, 15) in Richtung auf das rotierende Teil (26) ausgehen, und

c) die auf den Brechelementen' angeordneten Stromzweige (13, 14, 15) zueinander parallel geschaltet sind.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (1-10) in bekannter Weise Sollbruchstellen (5,6,7) aufweisen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzweige in bekannter Weise durch aufgedampfte Widerstandsbahnen (13,14,15) gebildet sind.

4. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Befestigungsteil (1) die Parallelschaltung der Stromzweige herstellende Strombahnen (20) sowie Anschlüsse (21,22) für die Signaleinrichtung (23) trägt.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (1 —10) in bekannter Weise aus Keramik bestehen.

6. Anzeigt»cHehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekei.r.jHchnet, daß der Widerstandsgeber auf dem Träger (z5) außerhalb des Bereichs des Bremsbelages (24) angeordnet ist.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das Material der Brechelemente (1 -10) ein biegsames Material integriert ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (1 -10) unmittelbar mit dem rotierenden Teil (26) der Bremse zusammenwirken.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechelemente (1-10) in Bewegungsrichtung des rotierenden Teils (11) betrachtet hinter dem Bremsbelag (24) angeordnet sind.

Die bekannte Anzeigevorrichtung mit einer Brechelementvorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angeführten Gattung (DT-GbmS 69 22 185) besitzt im Vergleich zu anderen bekannten Anzeigevorrichtungen (US-PS 19 02 759, 2146 357, 22 17 176, 26 36 090 und 29 81929), die im Stromkreis einer Signaleinrichtung als Sensor einen in den Belag eingelassenen »Stift« enthalten, dessen Widerstandswert sich entweder kontinuierlich zusammen mit dem

ίο Belagverschleiß oder einmalig bei Erreichen eines vorbestimmten Werts des Belagverschleißes ändernden Vorteil einer eindeutigen, sicheren Anzeige beim Auftreten eines bestimmten Wertes des Belagverschleißes. So ist bei den an zweiter Stelle genannten bekannten Anordnungen der gemessene Widerstandswert von mehreren Faktoren abhängig, beispielsweise von Schmutz oder Feuchtigkeitsschichten auf den miteinander wirkenden Bereichen von rotierendem Teil und Widerstand sowie Änderungen der wirksamen Fläche des rotierenden Teils durch einen stellenweisen Belag aus dem abgeriebenen Material des Stiftes. Bei der schon grundsätzlich bekannten Verwendung von Brechelementen für Anzeigevorrichtungen treten diese Nachteile nicht auf. In der eingangs genannten

*5 DT-GbmS 69 22 185 ist ein Brechelement zwischen den Reibbelagträgern angeordnet und wird bei deren Annäherung zerstört. Eine Änderung der Anzeige im Signalkreis erfolgt erst, wenn die Abnutzungsgrenze des Belasges erreicht ist.

Es ist auch schon bekannt, in verschiedenen Abständen von der Oberfläche eines Bremsbelags mehrere Widerstandsgeber anzuordnen, deren Widerstand in einem elektrischen Stromkreis sich bei unzulässiger Erwärmung des Bremsbelags ändert.

Außerdem werden die Widerstandsgeber bei entsprechender Abnutzung des Bremsbelags während einer Berührung mit dem rotierenden Teil der Bremse kurzgeschlossen. Die Widerstandsgeber und Berührungskontaktgeber sind im Belagträger angeordnet und erstrecken sich verschieden weit in den Bremsbelag hinein. Die einzelnen Stromzweige der Geber können nacheinander parallel an eine Anzeigevorrichtung geschaltet werden.

Es ist auch bekannt (US-PS 33 39 676), den Abnutzungsgrad eines Bremsbelages digital anzuzeigen durch Anordnung mehrerer Schalter in zueinander parallelgeschalteten Stromkreisen, wobei mit zunehmendem Belagverschleiß die Schalter nacheinander durch Betätigungsglieder an einer Nachverstellvorrichtung für das Lüftspiel geschlossen werden und Signale erzeugen. Die Schalter sind gehäusefest angeordnet und das Betätigungselement bewegt sich mit dem Bremsbelagträger.
Aus der US-PS 27 31619 ist auch bereits eine Vorrichtung mit zwei in den Bremsbelag eingelassenen Kontakten bekannt, die infolge unterschiedlicher Länge bei unterschiedlichen Werten des Kontaktverschleißes Signale liefern, hierbei erfolgt aber die Signalgabe ebenfalls durch Berührung mit dem rotierenden Teil.

Der kürzere der beiden Kontakte unterbricht bei seiner Betätigung den Zündstromkreis des Fahrzeugs, so daß ein weiteres Fahren nicht mehr möglich ist. Hier erfolgt also der Abrieb der Kontaktelemente, so daß die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Unsicherheiten auftreten. Außerdem dienen die Kontakte letztlich unterschiedlichen Zwecken, denn nur der zuerst ansprechende Kontakt dient zur Gewinnung eines Signals für den Fahrer, während der zweite, kürzere