DE2356242B2 - Bremsbelagabnutzungs-ueberwachungseinrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbelagabnutzungs-Überwachungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung. Eine derartige Einrichtung ist aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 72 14 038 bereits bekannt. Es sind z. B. Brechelemente mit verschieden langen Fingern, auf denen jeweils eine Widerstandsbahn angebracht ist. vorgesehen, bei denen die verschiedenen Widerstände durch das Abbrechen der einzelnen Finger ein- bzw. ausgeschaltet werden. Wegen der geringen Baugröße des Brechelements, die durch den zur Verfügung stehenden Einbauraum bedingt ist, bestehen Schwierigkeiten hinsichtlich der Meßgenauigkeit, da die Widerstandsbahnen nur verhältnismäßig grob toleriert hergestellt werden können. Eine besondere Schwierigkeit besteht noch darin, daß die durch das Herstellungsverfahren miteinander elektrisch verbundenen Widerstandsbahnen nicht abgeglichen werden können, da eine Einzelmessung zwecks Abgleich ohne Zerstörung des Brechelements nicht möglich ist. Ferner ergibt sich ein sehr komplizierter Aufbau.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin,, trotz vereinfachten Aufbaues, der der geringen Baugröße besser entgegenkommt, eine größere Meßgenauigkeit der Überwachungseinrichtung für die angestrebten Kontra!!- bzw. Warnfunktionen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß trotz Verringerung der Anzahl der Widerstandsbahnen, die

auf dem Brechelement angebracht sind, im Verhältnis zur Anzahl der Brechstellen eine ausreichend genaue Anzeige zu erzielen ist und daß die Genauigkeit der Anzeige durch diese Maßnahme sogar gesteigert werden kann. Ein Abgleichen der aufgebrachten Widerstände bleibt dennoch unnötig.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 72 14 038 ist bereits die Parallelschaltung mehrerer Widerstandsbahnen in einem Brechelement bekannt. Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 28 215 bereits die Verwendung von Leiterbahnen auf einem Brechelement im Zusammenhang mit einer Anzeigevorrichtung, die eine Anzeigelampe sowie einen Vor- und einen Parallelwiderstand enthält, bekannt.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In

Fig. 1 ist ein aufgebautes Brechelement dargestellt; in

b<> Fig. 2 ist ein entsprechender Schaltplan dargestellt; in

F i g. 3 ist ein anderer Schaltplan dargestellt.
Das Brechelement Egemäß Fig. 1 besteht aus einer keramischen Platte, die vier Finger FI bis F 4 aufweist.

h^ri Jeder Finger besitzt an seinem Ansatzpunkt eine Brechstelle Sl bis ß4, 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 L 1 bis L 4 unterbrochen wird.

Das Brechelement E weist ferner drei Anschlüsse 1,2 _Uik1/Wsowie zwei Widerstandsbahnen Wl und W2und eine fünfte Leiterbahn /. 5 auf. Die Leiterbahn L 1 überbrückt die Widerstandsbahn Wl, die Leiterbahn L 2 überbrückt die Widerstandsbahn W2, während die to Leiterbahnen L 3 und L 4 die Widerstandsbahn W2 mit dem Anschluß 2 verbinden. Die Leiterbahn L 5 verbindet den Verbindungspunkt der Leiterbahnen L 3 und /-4 mit dem Anschluß M. Die Leiterbahnen L sind jeweils in lotrechter, die Widerstandsbahnen W in schräger Kreu/.schraffur dargestellt.

Ks ist leicht einzusehen, daß ein zwischen den Anschlüssen 1 und M angeschlossenes Meßinstrument bei völlig intaktem Brechelemenl fnurden Widerstand der Leiterbahnen Li, L2, L3 und L5 anzeigt, also praktisch den Widerstand O. Nach dem Abbrechen des Finuers Fl. also nach Unterbrechung der Leiterbahn i 1" mißt das Meßinstrument den Widerstand der Widerstandsbahn Wl. nach Abbrechen des Fingers F2 den Widerstand der in Reihe geschalteten Widerstände W I 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 /wischen 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 Vereinfachung des Aufbaus des Brechelements E erzielt werden konnte. Hierbei spielt eine besondere Rolle, daß die Widerslandsbahnen bei der üblichen Herstellung derartiger Brechelcmentc nach ihrem Aufbringen nicht mehr w 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 aufweisen darf, weil es beispielsweise in dem geringen zur Verfügung stehenden Raum in der Nähe der Bremsbelagträger einer Scheibenbremse untergebracht werden muß.

Gemäß Fig. 1 wird das Brechelemenl zur Überprüfung der Bremsbelagabnutzung in einer Schaltung gemäß Fig. 2 mit äußeren Widerständen zusammengeschaltet. Die Klemmen 1, 2 und M entsprechen den Anschlüssen I, 2 und M des Brechelements gemäß Fig. 1. Entsprechend bedeuten die Widerstände R 1 und R 2 die Widerstandsbahnen Wl und W 2 des Brechelemems gemäß Fig. 1, während die Schaltstellen Sl bis .S'4. die als geschlossene Schalter dargestellt sind, den durch die Bruchstellen ßl bis ß4 auftrennbaren Leiterbahnen L 1 bis L 4 entsprechen.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Widerstände R 1 mi und R 2 und die Schaltstellen S 2, S 1 und 53 mit einem weiteren Widerstand R j, 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 Meß- ir> widerstand RM in Reihe geschaltet an einer Spannung UO. An der ,Klemme 1 liegt die Meßspannung UM. Der Widerstand R 3 ist als eng tolerierter Widerstand ausgebildet, z. B. als Widerstand mit einer Toleranz von 5% oder von 1%. Hierdurch läßt sich der Hauptnachteil der als Widerstandsbahnen ausgebildeten Widerstände R 1 und R 2 ausgleichen, der darin besteht, daß diese Widerstände einmal eine sehr große Toleranz aufweisen, die andererseits infolge der Überbrückung durch die Leiterbahnen nicht abgeglichen werden 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 RX der, wie gesagt, einfach zwischen den Anschlüssen 1 und M angeschlossen ist, eine verhältnismäßig hohe Meßgenauigkeit erreicht, wenn dieser Widerstand eng toleriert ist. Fener ergibt sich der weitere Vorteil, daß das einfacher aufgebaute Brechelement billiger ist. Bei seinem Ersatz werden !ediglich zwei Widerstände erneuert, nicht dagegen drei.

Wenn die Grundspannung um UO 15 V beträgt, so kann die Meßspannung UM beispielsweise 1 V betragen. Wenn der Meßwiderstand AM einen Wert von 18 Kiloohm hat, bei einer Toleranz von 1%, kann der Widerstand R3 z.B. einen Wert von 950 0hm haben mit einer Toleranz von 5% oder 1%. Die Widerstände R1 und R 2, die als Widerstandsbahnen auf dem Brechelement E angebracht sind, können einen Wert von R 1 = 450 Ohm und R 2 = 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.

Zwischen der Klemme 2 und der Klemme M kann das Abbrechen des Fingers F4, also das öffnen der Schaltstelle 54 gemessen werden. Die Klemmen 1 und M werden mit einer Auswerteeinheit, z. B. einem Diagnosecomputer verbunden, der auch die Widerstände RMund R 3 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 F i g. 3 ist eine andere Auswerteschaltung angegeben, die ebenfalls zwei auf dem Brechelement angebrachte Widerstände /?5 und R 6, vier auf dem Brechelement angebrachte Schaltstellen 55 bis 58 und einen außerhalb des Brechelemenis angebrachten Widerstand Rl von engerer Toleranz aufweist. Das zugehörige Brechelement weist ebenfalls nur drei Anschlüsse 1,2 und Mauf. Die Widerstandsbahnen und Leiterbahnen müssen auf dem Brechelement so angeordnet sein, daß der Widerstand R 5 durch eine Schaltstelle bzw. Brechstelle 55 überbrückt ist und der parallel zum Widerstand R 5 liegende Widerstand R 6 durch eine dem Widerstand R 5 in Reihe geschaltete Schaltstelle 56, während beide Widerstände wiederum über eine Schaltstelle 57 mit der Klemme M verbunden sind. Die letzte Schaltstelle 58 liegt wiederum zwischen den Anschlüssen 2 und M.

Bei einer Bemessung der Widerstände R 5 und Λ 6

mit jeweils 600 Ohm bzw. 1800 Ohm bei einer Toleranz von 15% und bei einer Bemessung des außenliegenden Widerstandes R 7 mit etwa 950 Ohm und einer Toleranz von 1% ergibt sich eine noch höhere Meßgenauigkeit als im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2.

Selbstverständlich kann die Anzahl der Widerstandsbahnen und zugehörigen Brechstellen auf dem Brechclement und der dadurch ermöglichten Meßpunktc geändert werden. 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 Meßgenauigkeil erreichen läßt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Bremsbelagabnutzungs-Überwachungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit digitaler Anzeige des Abnutzungszustandes mit einem - bei Erreichen bestimmter Abnutzungsgrade - stufenweise zerstörbarem, in einen Anzeigestromkreis eingeschalietes Brechelement, das mehrere Brechstellen und mehrere Widerstandsbahnen aufweist und dessen Gesamtwiderstand mit zunehmender Belagabnut zung stufenweise erhöht wird, wenn die Brechstellcri nacheinander unterbrochen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Brcchelement (E) η Brechstellcn (B), höchstens n- 1 Widt.r_Standsbah· π nen (W)und höchstens n-\ die Widcrstandsbahnen überbrückende Leiterbahnen (L) aufweist, wobei /) eine ganzzahlige Zahl größer als eins ist, und daß der Anzeigestromkreis einen als diskretes Bauelement ausgebildeten weiteren Widerstand (7? 3) mit enger Toleranz (S 5%) enthält, der in einer an eine Auswerteeinheit anschließbaren Schaltung angeordnet und dem aus Leiterbahnen und Widerstandsbahnen bestehenden Netzschaltplan parallel geschaltel ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechelement (E)v\cr Brechstellen (Bi, B2, B3, B4), zwei Widerstandsbahnen (Wi, W2) und zwei überbrückende Leiterbahnen (L 1, L 2) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechelement (E) drei Anschlüsse (1, 2, M) aufweist, die miteinander durch Leitungsbahnen (L 1, L 2. L 3, L 4) verbunden sind, die durch die Brechstellen (Bi, B2, S3, Ö4) aufgetrennt werden können, und daß die beiden Widerstandsbahnen (Wi, W2) jeweils eine Brechstelle (Bi, B2) überbrückend mit den Leitungsbahnen (Li, L2) verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Reihe geschaltete als Widerstandsbahnen ausgebildete Widerstände (R 1, R 2), die durch als Brechstellen ausgebildete Schaltstellen (Si, .92) überbrückt sind, mit dem als diskretes Bauelement ausgebildeten Widerstand (R 3) parallel geschaltet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Reihenschaltung der Widerstände (R 1, /?2) eine weitere Schaltstelle (S3) in Reihe geschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung der Widerstände (R i, R 2) und der Schaltstellen (S 1,52, S3) eine weitere als Brechstelle (B4) ausgebildete Schaltstelle (S4) geschaltet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Widerstandsbahnen ausgebildete Widerstände (7? 5, R 6) mit einem als diskretes Bauelement ausgebildeten Widerstand (R 7) parallel geschaltet sind, daß eine Schaltstelle (S5) dem Widerstand (R 5) parallel geschaltet ist, daß eine Schaltstelle S6) mit dem Widerstand (R 5) in Reihe und dem Widerstand (R 6) parallel geschaltet ist, und daß eine weitere Schaltstelle (S 7) mit der Parallelschaltung (R 5, R 6, S5, S6) in Reihe geschaltet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Schaltstelle (S8) der Gesamtschaltung parallel geschaltet ist.