DE2356242A1

DE2356242A1 - Vorrichtung zum ueberwachen der bremsbelagabnutzung in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2356242A1
Application number: DE2356242A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Kruecken; Rolf Dipl Ing Kuepper; Josef Dipl Ing Spatz
Original assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Current assignee: Westfaelische Metall Industrie KG Hueck and Co
Priority date: 1973-11-10
Filing date: 1973-11-10
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2356242B2; DE2356242C3

Description

Westfälische Metall Industrie KG Lippstadt, den 7.11.1973

PAT/S/Mä. H u e c k & Co Nr₀ 2543,

Beschreibung zur P a te η t-'nmeldung:
"Vorrichtung zum Überwachen der Bremsbelagabnutzung in Kraftfahrzeugen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen der Bremsbelagabnutzung in Kraftfahrzeugen mit einem mehrere Widerstandsbahnen und mehrere Brechstellen aufweisenden Brechelement. Eine derartige Vorrichtung ist aus den Unterlagen des DT-Gbm-7 214 038 bekanntgeworden. Die bekannte Vorrichtung dient insbesondere dazu, verschiedene Abnutzungsgrade des Bremsbelages meßbar.zu machen. Es ist beispielsweise auf verschiedenen langen Fingern des Brechelements jeweils eine Widerstandsbahn angebracht, die durch das Abbrechen des Fingers ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Die Erfindung betrifft die Verbesserung der bekannten Vorrichtung in verschiedener Hinsicht, insbesondere im Hinblick auf die Meßgenauigkeit und auf die Kompliziertheit des Aufbaus. Erfindungsgemäß weist das Brechelement η Brechstellen und höchstens n-1 Widerstandsbahnen auf, wobei η eine ganzzahlige Zahl größer als eins ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich auch bei Verringerung der Anzahl der Widerstandsbahnen, die auf dem Brechelement angebracht sind, im Verhältnis zur Anzahl der Brechsteilen eine ausreichend genaue Anzeige erzielen läßt, ja, daß die Genauigkeit der An-

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- 2 zeige durch diese Maßnahme sogar gesteigert werden kann.

Anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung hervorgehen, sollen diese näher beschrieben werden.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß aufgebautes Brechelement dargestellt,

in Figo 2 ist ein entsprechender Schaltplan dargestellt, in Fig. 3 ist ein anderer Schaltplan dargestellt.

Das Brechelement E gemäß Fig. 1 besteht aus einer keramischen Platte, die vier Finger F1 bis F4 aufweist» Jeder Finger besitzt an seinem Ansatzpunkt eine Brechstelle B1 bis B4, die als Schwächung des Querschnitts ausgebildet ist, z.B. als Bohrung, Kerbe oder Kombination aus Bohrung und Kerbe„ Bei einer Beanspruchung eines Fingers durch Teile der Bremse, die infolge der Bremsbelagabnutzung eine Bewegung ausführen, wird der Finger an der Brechstelle abgebrochen, wodurch jeweils eine der Leiterbahnen L1 bis L4 unterbrochen wird.

Das Brechelement E weist ferner drei Anschlüsse 1,2 und M sowie zwei Widerstandsbahnen W1 und W2 und eine fünfte Leiterbahn L5 auf. Die Leiterbahn L1 überbrückt die Widerstandsbahn W1, die Leiterbahn L2 überbrückt die Widerstandsbahn W2, während die Leiterbahnen L3 und L4 die Widerstandsbahn W2 mit dem Anschluß 2 verbinden. Die Leiterbahn L5 verbindet den Verbindungspunkt der Leiterbahnen L3 und L4 mit dem An-

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Schluß M. Die Leiterbahnen L sind jeweils in lotrechter, die Widerstandsbahnen W in schräger Kreuzschraffur dargestellt.

Es ist leicht einzusehen, daß ein zwischen den Anschlüssen 1 und M angeschlossenes Meßinstrument bei völlig intaktem Brechelement E nur den Widerstand der Leiterbahnen L1, L2, L3 und L5 anzeigt, also praktisch den Widerstand 0. Nach dem Abbrechen des Fingers P1, also nach Unterbrechung der Leiterbahn L1, mißt das"Meßinstrument den Widerstand der Widerstandsbahn W1, nach Abbrechen des Fingers F2 den Widerstand der in Reihe geschaltenen Widerstände ¥1 und W2 und nach Abbrechen des Fingers F3, also vollständiger Unterbrechung der Verbindung zwischen den Anschlüssen 1 und M den Widerstand unendlich» Das Abbrechen des Fingers F4, das erst bei vollständiger Abnutzung des Bremsbelages eintritt, kann zwischen den Anschlüssen M und 2 gemessen werden.

Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, läßt sich also trotz Verminderung der Anzahl der Widerstandsbahnen eine eindeutige Messung bzw. Anzeige des Meßergebnisses erzielen, obgleich eine sehr starke Vereinfachung des Aufbaus des Brechelements E erzielt werden konnte. Hierbei spielt eine besondere Rolle, daß die Widerstandsbahnen bei der üblichen Herstellung derartiger Brechelemente nach ihrem Aufbringen nicht mehr gemessen werden können, da sie durch die Leiterbahnen überbrückt sind. Ein Abgleich ist deshalb nicht möglich. Die Vereinfachung des Aufbaues ist insbesondere auch deshalb wichtig, weil das Brechelement E nur geringe Abmessungen auf-

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weisen darf, weil es beispielsweise in dem geringen zur Verfügung stehenden Raum in der Nähe der Bremsbelagträger einer Scheibenbremse untergebracht werden muß_o

Von besonderem Vorteil ist der Aufbau gemäß Fig. 1, wenn das Brechelement zur Überprüfung der Bremsbelagabnutzung in einer Schaltung gemäß Fig. 2 mit äußeren Widerständen zusammengeschaltet wird. Die Klemmen 1, 2 und M entsprechen den Anschlüssen 1, 2 und M des Brechelements gemäß Fig„ 1. Entsprechend bedeuten die Widerstände R1 und R2 die Widerstandsbahnen W1 und W2 des Brechelements gemäß Fig. 1, während die Schaltstellen S1 bis S4, die als geschlossene Schalter dargestellt sind, den durch die Bruchstellen B1 bis B4 auftrennbaren Leiterbahnen L1 bis L4 entsprechen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Widerstände R1 und R2 und die Schaltstellen S2, S1 und S3 mit einem weiteren Widerstand R3, der als diskretes Bauelement ausgebildet ist und der zwischen den Klemmen 1 und M angeschlossen ist, in einer Gesamtschaltung zusammengefaßt. Diese Gesamtschaltung liegt mit einem Meßwiderstand RM in Reihe geschaltet an einer Spannung UO. An der Klemme 1 liegt die Meßspannung UM. Der Widerstand R3 ist als eng tolerierter Widerstand ausgebildet, z.B. als Widerstand mit einer Toleranz von 5% oder von V/o. Hierdurch läßt sich der Hauptnachteil der als Widerstandsbahnen ausgebildeten Widerstände R1 und R2 ausgleichen, der darin besteht, daß diese Widerstände einmal eine sehr große Toleranz aufweisen, die andererseits infolge der Überbrückung durch die Leiterbahnen nicht abgeglichen werden

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können. Hieraus ergibt sich bei einer Reihenschaltung von z.B. drei Widerstandsbahnen, die entsprechend durch Leiterbahnen überbrückt sind, eine derartige Summierung der Toleranzen, daß das Meßergebnis ungenau wird, weil gewisse Bereiche einander überschneiden können.

Demgegenüber wird durch die Einbeziehung eines außerhalb des Brechelements E angebrachten Widerstandes R3, der, wie gesagt, einfach zwischen den Anschlüssen 1 und M angeschlossen ist, eine verhältnismäßig hohe Meßgenauigkeit hat, wenn dieser Widerstand eng toleriert ist. Ferner ergibt sich der weitere Vorteil, daß das einfacher aufgebaute Brechelement billiger ist. Bei seinem Ersatz werden lediglich zwei Widerstände erneuert, nicht dagegen drei.

Wenn die Grundspannung um UO 15V beträgt, so kann die Meßspannung UM beispielsweise 1V betragen. Wenn der Meßwiderstand RM einen Wert von 18 Kiloohm hat, bei einer Toleranz von Λ%, kann der Widerstand R3 z.B. einen Wert von 950 Ohm haben mit einer Toleranz von 5% oder 1%. Die Widerstände R1 und R2, die als Widerstandsbahnen auf dem Brechelement E angebracht sind, können einen Wert von R1 = 450 Ohm und R2 = 1350 Ohm haben, wobei Toleranzen von 15% oder 20% zugelassen werden können, ohne daß die Meßgenauigkeit merklich leidet» Derartige Widerstandswerte lassen sich in Form von Widerstandsbahnen auf keramischen Brechelementen, auch bei den geforderten Abmessungen, ohne weiteres herstellen.

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Zwischen der Klemme 2 und der Klemme M kann das Abbrechen des Fingers F4, also das Öffnen der Schaltstelle S4 gemessen werden. Die Klemmen 1 und M werden vorzugsweise mit einer Auswerteeinheit, z.B. einem Diagnosecomputer verbunden, der auch die Widerstände RM und R3 enthalten kann, während die Klemmen 2 und M vorzugsweise mit einer Anzeigeeinrichtung verbunden sind, die dem Kraftfahrzeugführer den endgültigen Verschleiß des Bremsbelages anzeigt. Die Anzahl der Zuleitungen kann also, wie aus dem vorstehenden hervorgeht, trotz Vereinfachung des Aufbaues des Brechelements und trotz höherer Meßgenauigkeit sehr gering gehalten werden.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figo 3 ist eine andere Auswerteschaltung angegeben, die ebenfalls zwei auf dem Brechelement angebrachte Widerstände R5 und R6, vier auf dem Brechelement angebrachte Schaltstellen S5 bis S8 und einen außerhalb des Brechelements angebrachten Widerstand R7 von engerer Toleranz aufweist. Das zugehörige Brechelement weist ebenfalls nur drei Anschlüsse 1,2 und M auf. Die Widerstandsbahnen und Leiterbahnen müssen auf dem Brechelement so angeordnet sein, daß der Widerstand R5 durch eine Schaltstelle bzw. Brechstelle S5 überbrückt ist und der parallel zum Widerstand R5 liegende Widerstand R6 durch eine dem Widerstand R5 in Reihe geschaltete Schaltstelle S6, während beide Widerstände wiederum über eine Schaltstelle S7 mit der Klemme M verbunden sind» Die letzte Schaltstelle S8 liegt wiederum zwischen den Anschlüssen 2 und M.

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Bei einer Bemessung der Widerstände R5 und R6 mit jeweils 600 Ohm bzw. 1800 Ohm bei einer Toleranz von 15% und bei einer Bemessung des außenliegenden Widerstandes R7 mit etwa 950 Ohm und einer Toleranz von 1% ergibt sich eine noch höhere Meßgenauigkeit als im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.

Selbstverständlich "sind weitere Abwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Widerstandsbahnen und zugehörigen Brechstellen auf dem Brechelement und der dadurch ermöglichten Meßpunkte, Wesentlich ist, daß die Zahl der Widerstandsbahnen um die Zahl 1 oder 2 geringer als die Zahl der Brechstellen gehalten werden kann, wodurch sich sogar noch eine größere Meßgenauigkeit erreichen läßt.

Das Aufbringen von als diskrete Bauelemente ausgebildeten Widerständen auf ein Brechelement bringt nicht nur den Nachteil einer Verteuerung mit sich, sondern insbesondere auch den Nachteil der Wärmeempfindlichkeit, denn in dem Bereich, in dem derartige Brechelemente angebracht werden, sind Betriebstemperaturen von etwa 230 C als normale Belastung anzusehen.

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Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Überwachen der Bremsbe— lagabnutzung in Kraftfahrzeugen mit einem mehrere Widerstandsbahnen und mehrere Brechstellen aufweisenden Brechelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechelement (E) η Brechstellen

(B) und höchstens n-1 Widerstandsbahnen (W) aufweist, wobei η eine ganzzahlige Zahl größer als eins ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechelement (E) vier Brechstellen (B1, B2, B3, B4) und zwei Widerstandsbahnen (W1, W2) aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechelement (E) drei Anschlüsse (1, 2, M) aufweist, die miteinander durch Leitungsbahnen (L1, L2, L3, L4) verbunden sind, die durch die Brechstellen (B1, B2, B3, B4) aufgetrennt werden können, und daß die beiden Widerstandsbahnen (W1, W2) jeweils eine Brechstelle (B1, Β2) überbrückend mit den Leitungsbahnen (L1,

L2) verbunden sind.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahnen (¥1, ¥2) und die durch Brechstellen (B1, B2, B3, B4) auftrennbaren Leiterbahnen (L1, L2, L3, L4) mit einem als diskretes Bauelement ausgebildeten weiteren ¥iderstand (R3) mit enger Toleranz {^5%) in einer an eine Auswerteeinheit anschließbaren Schaltung verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Reihe geschaltete als Widerstandsbahnen ausgebildete Widerstände (R1, R2), die durch als Brechstellen ausgebildete Schaltstellen (S1, S2) überbrückt sind, mit einem als diskretes Bauelement ausgebildeten Widerstand (R3) parallelgeschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Reihenschaltung der Widerstände (R1, R2) eine weitere Schaltstelle (S3) in Reihe geschaltet ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung der Widerstände (R1, R2) und der Schaltstellen (S1, S2, S3) eine weitere als Brechstelle (B4) ausgebildete Schaltstelle (S4) geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Widerstandsbahnen ausgebildete Widerstände (R5, Ro) mit einem als diskretes Bauelement ausgebildeten Widerstand (R7) parallelgeschaltet sind, daß eine Schaltstelle (S5) dem Widerstand (Rf?) parallelgeschaltet ist, daß eine Schaltstelle (S6) mit dem Widerstand (R5) in Reihe und dem Widerstand (R6) parallelgeschaltet ist, und daß eine weitere Schaltstelle (S7) mit der Parallelschaltung (R5, R6, S5, S6) in Reihe geschaltet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß eine weitere Schaltstelle (S8) der Gesamtschaltung parallel geschaltet ist.

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