DE3319988C2

DE3319988C2 - Fühler zum Feststellen von Bremsbelagabnutzung und Temperatur in einer Bremse

Info

Publication number: DE3319988C2
Application number: DE3319988A
Authority: DE
Inventors: Nobumasa Hirakata Ohshima; Takashi Hirakata Tamai; Shigefumi Higashiosaka Tomiyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3319988A1; JPS59127934U; US4520661A; JPH0129298Y2

Abstract

Ein Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse ist in einem Bremszylinder fest angeordnet, und der Sensor weist ein Gleitstück, das auf die Seitenfläche eines Kolbens des Bremszylinders gedrückt werden soll, und eine Temperaturabtasteinrichtung auf; dadurch werden der Verschleiß des Bremsbelages und eine Überhitzung der Bremsflüssigkeit über zwei herausführende Drähte detektiert, und der Sensor kann permanent verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fühler zum Feststellen von Bremsbelagabnutzung und Temperatur in einer Bremse, wobei beim Erreichen einer vorbestimmten Bremsbelagabnutzung und/oder — über eine Temperalur-Abtasteinrichtung — einer vorbestimmten Temperatur ein elektrisches Signal geliefert wird.

F i g. 1 zeigt in Schnittansicht den Aufbau eines bekannten Bremsbelagabnutzung feststellenden Fühlers für eine Bremse, und Tig. 2 zeigt Einzelheiten des Fühlers in vergrößertem Maßstab, ebenfalls in Schnitlan-

sicht.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind Bremsbeläge la und Ii? auf Belaghaltern 2a bzw. 2b in einem Rahmen 3' angebracht Der Rahmen 3' weist einen Kolben 4 auf, und ein den Kolben 4 enthaltender Zylinder 3 ist an dem Belaghalter 2a befestigt und drückt den Bremsbelag la gegen eine Bremsscheibe 6, wenn der Druck von Bremsflüssigkeit 5 in einem Zylinder 3 bei Betätigung der Bremse zunimmt. Hierdurch wird die Bremsscheibe 6

ίο zwischen den Bremsbelägen la und \b eingeklemmt, und es wird eine Bremswirkung auf sie ausgeübt. Ein Fühler 7 ist in den Bremsbelag la so eingebettet, daß seine Spitze freigelegt wird, wenn der Bremsbelag la in einem vorbestimmten Ausmaß abgenutzt wird, bei welchem ein Auswechseln des Bremsbelages erforderlich ist.

Fig.2 zeigt Einzelheiten des Fühlers 7. Der Fühler 7 umfaßt einen Metalldraht 8, der in Seitenansicht V-Gestalt hat und der in einer gehäuseartigen Isolierummantelung 9 eingebettet ist. Die gemäß F i g. 2 rechten Enden des Metalldrahtes 8 sind mittels Leitungsdrähten 10 aus der Bremse herausgeführt. Die Spitze des Metalldrahtes 8 liegt an einer Stelle B, die einer Abnutzung des Bremsbelages entspricht, bei welcher der Belag ausgewechselt werden muß. Wenn nach der Abnutzung des Bremsbelags von der Anfangsstelle A bis zur Stelle B weitere Abnutzung des Bremsbelages \i> erfolgt, wird die SpiUe des Metalldrahtes 8 abgeschnitten. Folglich wird der Widerstand zwischen den Leitungsdrähten 10 von fast Null Ohm zu Unendlich, was dazu führt, daß eine nachgeordnete Schaltung ein entsprechendes Signal liefert.

Es ist auch ein Fühler bekannt (DE-OS 21 44 466). der hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaues und seiner Wirkungsweise dem oben beschriebenen bekannten Fühler gleich ist. Zusätzlich weist dieser Fühler zum Feststellen der Temperatur des Bremsbelages ein Bimetallelement auf, welches in einer Öffnung des Bremsbelages angeordnet und an die elektrische Schaltung derart angeschlossen ist, daß ein Signal geliefert wird, wenn die Auslenkung der Bimetailfeder als Folge einer Temperaturerhöhung ein vorbestimmtes Ausmaß erreicht, welches einer gefährlichen Temperatur des Bremsbelages entspricht.

Bei dem zuletzt genannten bekannten Fühler kann eine Anzeige erhalten werden, wenn die Temperatur des Bremsbelages eine kritische Temperatur erreicht oder überschreitet, bei welcher die erzielbare Bremswirkung gefährlich nachlassen kann. Darüber hinaus sind die beiden bekannten Fühler dazu geeignet, Abnutzung des Bremsbelages bis zu einer kritischen Stelle, an welcher der Belag ausgewechselt werden muß, festzustellen und anzuzeigen. Ein Nachteil der bekannten Fühler besteht dabei darin, daß, wenn die Bremsbelagabnutzung den kritischen Wert erreicht, der Fühler zerstört wird, so daß er ebenfalls ausgewechselt werden muß.

In den letzten Jahren haben bei Kraftfahrzeugen, die gewöhnlich mit einer hydraulischen Bremslage ausgerüstet sind, automatische Getriebe eine zunehmend größere Verbreitung gefunden. Bei solchen Getrieben können insbesondere Fahranfänger beim Warten an Ampeln, bei Verkehrsstockungen, Verkehrsstaus u.dgl. die Bremse ohne Unterbrechung längere Zeit betätigen.

Dadurch kann sich in der hydraulischen Bremsanlage leicht eine gefährliche Dampfblasenbildung ergeben, die darauf zurückzuführen ist, daß auf Grund übermäßigen Anstieges der Temperatur der Bremsflüssigkeit diese

verdampft und Schaum in ihr erzeugt wird. Dieses Problem kann mit den oben beschriebenen bekannten Fühlern nicht gelöst werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fühler in einer Bremse so auszuführen, daß nicht nur die Abnutzung des Bremsbelages, sondern auch die Temperatur der Bremsflüssigkeit festgestellt wird. Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einem Fühler der einleitend genannten Art, dadurch, daß der Fühler in einer Positkir.sveränderungen des Bremsenbetätigungskolbens feststellenden Lage in Berührung mit der auf den Kolben wirkenden Bremsflüssigkeit angeordnet ist

Mit einem Fühler gemäß der Erfindung wird erreicht, daß übermäßige Abnutzung des Bremsbelages und zu hohe Temperatur der Bremsflüssigkeit in einfacher und sicherer Weise festgestellt werden, wobei gleichzeitig entsprechende Signale geliefert werden, die dem Fahrer den gefährlichen Zustand anzeigen. Ein weiterer Vorteil eines Fühlers gemäß der Erfindung bestei.t darm, daß der Fühler auch dann nicht zerstört wird, wenn der Bremsbelag sich so weit abgenutzt hat, daß er ausgewechselt werden muß. Demgemäß kann ein Fühler gemäß der Erfindung wiederholt verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fühlers gemäß der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert

F i g. 1 ist eine Schnittansicht eines bekannten Fühlers zum Feststellen der Bremsbelagabnutzung.

F i g. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehalten« Schnittansicht von Einzelheiten des Fühlers gemäß

Fig. 1·
F i g. 3 ist eine Schnittansicht eines Fühlers gemäß der

Erfindung.

F i g. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht von Einzelheiten einer Ausführungsform eines Fühlers gemäß der Erfindung.

F i g. 5 bis 8 sind der F i g. 4 analoge Ansichten weiterer Ausführungsformen eines Fühlers gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig.3 ist ein Fühler 11 zum Feststellen der Bremsbelagabnutzung und der Temperatur der Bremsflüssigkeit in der Wand eines Bremszylinders 3 angebracht. Die anderen Teile der Bremse gemäß F i g. 3 sind im wesentlichen dieselben wie die entsprechenden Teile der Bremse gemäß Fig. 1. Der Bremszylinder 3 weist einen Hohlraum 31 auf, und der Fühler 11 ist so angeordnet, daß sein gemäß F i g. 3 unterer Endteil im Hohlraum 31 freiliegt, so daß er in die Bremsflüssigkeit 5 im Hohlraum 31 eintaucht.

Die Einzelheiten einer ersten Ausführungsform eines Fühlers gemäß F i g. 3 sind in der in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnittansicht der Fig.4 dargestellt. Der Kühler 11 weist in einem Gehäuse 12 aus Metall ein stabförmiges Gleitstück 19 auf, das an seinem freien, im Hohlraum 31 freiliegenden Endteil einen Thermistor besitzt. Ein Paar von Leitungsdrähten 181a und 1816 und Leitungsdrähte 14 sind mit Kontakten 16a und 166 verbunden. Das Gleitstück 19 nimmt eine nach unten drükkende Kraft einer Schraubenfeder 15 auf, deren oberes Ende (.lurch einen Anschlagdeckel 13 abgestützt ist. Daher wit-d das Gleitstück 19 stets durch ein Loch im Gehäuse 12 des Fühlers oder Sensors nach unten gedrückt. Der gleitende Teil zwischen dem stabförmigen Gleitstück 19 und dem Durchgangsloch im Gehäuse 12 ist mittels eines bekannten Dichtrings 17 abgedichtet, so daß die Bremsflüssigkeit 5 nicht in den Sensor gelangt.

Alternativ kann der Dichtring fortgelassen werden, so daß die Bremsflüssigkeit 5 in den Innenraum des Sensorgehäuses eingeführt wird, wodurch eine bessere thermische Übertragung erfolgt Die Position des Sensors ist so ausgewählt, daß, wenn der Bremsbelag la von dem anfänglichen Benutzungszustand bis zum Endzustand abgerieben worden ist, ein Verschleißsignal ausgegeben werden sollte. Das Gleitstück 19 wird durch eine Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gedrückt

to und wenn der Abrieb des Bremsbelages la und 16 die vorbestimmte Linie überschreitet und der Kolben 4 sich nach links bewegt, rutscht das Gleitstück von der Schulter des Kolbens 4 herunter.
Die in F i g. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Wenn der Bremsbelag la vom anfänglichen Benutzungszustand zu dem Zustand unmittelbar vor der vorbestimmten Verschleißposition abgerieben worden ist, befindet sich das rückwärtige Ende des Kolbens 4 bezüglich der Position des Gleitstücks 19 auf der rechten Seite, so daß das Gleitstück 19 durch die Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gehalten wird. Daher sind die Kontakte 16a und 166 von der Bodenfläche 121 des Gehäuses 12 getrennt, und die Kontakte 16a und 166 sind somit durch die Bodenfläche 121 nicht kurzgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Widerstand des Thermistors 18 durch die Leitungsdrähte 14 von außen mittels einer bekannten Schaltung gemessen werden; daher wird die Temperatur der Bremsflüssigkeit 5 durch den Thermistor 18 in der Spitze des Gleit-Stückes gemessen. Bei weiterem Abrieb der Bremsbeläge la und 16 bewegt sich der Kolben 4 nach links, und sein rückwärtiges Ende bewegt sich %>on Position C zur Position D, die in F i g. 4 dargestellt sind. Wenn beim Bremsbelag \a die vorbestimmte Verschleißünie überschritten wird, rutscht daher das Gleitstück 19 am rückwärtigen Ende der Seitenfläche des Kolbens 4 ab. Entsprechend bewegen sich die auf dem oberen Teil des Gleitstückes befestigten Kontakte 16a und 16i> nach unten und berühren die Bodenfläche 121, wodurch der Thermistor 18 kurzgeschlossen wird. Durch dieses Kurzschließen des Thermistors wird so der Abrieb bis zu einer vorbestimmten Position des Bremsbelages la detektiert. Dies besagt, daß der erfindungsgemäße Sensor die Temperatur der Bremsflüssigkeit durch den Thermistor 18 messen kann und daß durch ein Kurzschließen des Thermistors auch der Abrieb des Bremsbelages bis zu einer vorbestimmten Position detektierbar ist.
In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Gleitstücke 19a und 196 in einem kurzen Abstand voneinander in Bewegungsrichtung des Kolbens 4 vorgesehen. Beide Gleitstücke 19a und 196 werden am unteren Ende von Federkopfstiften 20a und 206 gehalten. Ein Gleitstück, z. B. das Gleitstück 19a, ist direk* mit einem der nach außen führenden Drähte 14 verbunden, und das andere Gleitstück 196 ist über einen Thermistor 18 mit einem der nach außen führenden Drähte 14 verbunden. Das Gehäuse 12' ist aus isolierendem Material hergestellt, und die Kopfstifte 20a und 206 sind fast völlig im Körper des Gehäuses 12' eingebettet, wobei lediglich ihre Endspit/en und die Gleitstücke 19a und 196 freistehend bzw. exponiert sind. Die Gleitstücke 19a und 196 werden durch die Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gedrückt, wenn der Bremsbelag noch nicht verschlissen ist. Die Gleitstücke 19.7 und 196 weiden daher durch die

5 6

Seitenfläche des Kolbens 4 kurzgeschlossen; entspre- wird ausgeschaltet, wodurch ein Verschleißsignal ausgechend ist der Widerstand des Thermistors 18 durch die geben wird.

Leitungsdrähte 14 mit einer bekannten äußeren Schal- In F i g. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt,

tung verbunden und mißt durch den Thermistor 18 die Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein normalerweise Temperatur, die von der Bremsflüssigkeit durch den 5 ausgeschaltetes Bimetall 18' über zwei herausführende Körper des Gehäuses 12' übertragen wird. Wenn der Drähte 14 des Beispiels von Fig.6 angeschlossen. Die Bremsbelag bis zu einer vorbestimmten Dicke abgerie- anderen Teile sind im wesentlichen dieselben wie in ben wird, bewegt sich der Kolben 4 von der Position C F i g. 6. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Temzur Position D nach links, wie in F i g. 5 veranschaulicht peratur der Bremsflüssigkeit bis zu einer vorbestimmist. Wenn das rückwärtige Ende des Kolbens 4 zur Posi- io ten Temperatur ansteigt, wird das normalerweise ausgeüon D gelangt, rutscht das Gleitstück 196 von der Sei- schaltete Bimetall eingeschaltet, wodurch ein Eintenfläche des Kolbens 4 ab, und anschließend entfernt schaltsignal als Signal für hohe Temperatur durch die sich das Gleitstücke 196 vom Kolben 4, wodurch die beiden Leitungsdrähte ausgegeben wird. Auch wenn die öffnung der Thermistorschaltung wird daher der Ab- Bremsbeläge la und 16 verschlissen sind, wird ein Einrieb der Bremsbeläge la und 16 bis zu einer vorbe- 15 schaltsignal als Verschleißsignal durch die beiden Drähstimmten Dicke delektiert. te !4 ausgegeben. Bei diesen Einschalt- bzw. E!N-Signa-

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Ent- len kann zwischen dem Hochtemperatursignal und dem sprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie Verschleißsigal unterschieden werden, wenn die Bedinin den vorhergehenden Figuren bezeichnet. Ein Paar gung in Betracht gezogen wird, daß das Hochtemperaelastischer Kontaktplatten 21a und 216 sind im Körper 20 tursignal im allgemeinen durch Nichtbenutzung der des Gehäuses 12' aus isolierendem Material angebracht. Bremse für eine bestimmte Zeit wieder gelöscht wird, und die unteren Endteile der elastischen Kontaktplatten während das Verschleißsignal durch Nichtbenutzung 21a und 2lb sind in einer Vertiefung bzw. Ausnehmung nicht zurückgestellt wird.

41 des rückwärtigen Endteils der Seitenfläche des KoI- Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen

bens 4 so angeordnet, daß sie die Wand der Ausdehnung 25 kann der Thermistor 18 durch einen Platin-Temperaturnicht berühren. Ein Thermistor 18 ist parallel zu den meßwiderstand oder durch ein Thermoelement ersetzt beiden Kontaktplatten 21a und 216 angeschlossen. Die werden.

anderen Teile gleichen im wesentlichen denen der in Der beschriebene Sensor zur Temperatur- und Ver-

F i g. 5 gezeigten Vorrichtung. schleißdetektion kann die hohe Temperatur der Brems-

Das in F i g. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel funk- 30 flüssigkeit und auch den Verschleiß des Bremsbelages tioniert folgendermaßen: Wenn sich die Bremsbeläge la durch einen einzigen Sensor detektieren, und des weite- und Xb im Anfangszustand befinden, ist der Kolben 4 so ren kann der Sensor 11 für eine lange Zeit wiederholt angeordnet, wie die durchgezogene Linie Czeigt. Daher verwendet werden, selbst wenn die Bremsbeläge la und sind die beiden Kontaktplatten 21a und 2Xb frei in der Xb nach Verschleiß ausgewechselt werden. Er ist daher Vertiefung angeordnet, ohne daß eine Berührung zwi- 35 sehr wirtschaftlich.

sehen den Kontaktplatten 21a und 216 und den vertika-

len Wänden der Ausnehmung 41 stattfindet. Wenn die Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Bremsbeläge la und Xb verschleißen, bewegt sich der
Kolben 4 nach links, und das rückwärtige Ende gelangt
in die durch die gestrichelte Linie D dargestellte Posi- 40
tion. In diesem Zeitpunkt wird die rechte Kontaktplatte
2Xb durch die rechte vertikale Wand der Ausnehmung
41 nach links gestoßen und berührt die linke Seite der
Kontaktplatte 21a, wodurch eine Berührung zwischen
ihren Kontakten erfolgt. Bis zu dieser Berührung ist der 45
Thermistor nur über zwei Leitungsdrähte 14 angeschlossen, und daher kann die Temperatur der Bremsflüssigkeit durch den Widerstand des Thermistors über
den herausführenden Draht durch eine bekannte äußere
Schaltung gemessen werden. Wenn die Bremsbeläge la 50
und 16 verschlissen werden und sich der Kolben 4 nach
"links bewegt und bewirkt, daß die Kontaktpiatten 2ia
und 21i> miteinander in Kontakt treten, wird dann der
Thermistor 18 kurzgeschlossen. Durch dieses Kurzschließen wird daher der Verschleiß des Bremsbelages 55
detektiert

Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei
dem ein normalerweise eingeschaltetes Bimetall 18' anstelle des Thermistors 18 des Ausführungsbeispiels der
F i g. 5 verwendet wird. Die anderen Teile sind dieselben 60
wie in F i g. 5. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die
Temperatur der Bremsflüssigkeit 5 bis zu einer vorbestimmten Temperatur ansteigt, schaltet das normalerweise eingeschaltete Bimetall 18' ab, wodurch ein Signal
zur Feststellung hoher Temperatur erzeugt wird. Wenn 65
die Bremsbeläge la und 1 b verschlissen sind, rutscht das
Gleitstück 206 vom rückwärtigen Ende des Kolbens 4,
und die Verbindung zwischen den Leitungsdrähten 14

Claims

Patentansprüche:

1. Fühler zum Feststellen von Bremsbelagabnutzung und Temperatur in einer Bremse, wobei beim Erreichen einer vorbestimmten Bremsbelagabnutzung und/oder — über eine Temperatur-Abtasteinrichtung — einer vorbestimmten Temperatur ein elektrisches Signal geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (11) in einer Positionsveränderungen des Bremsenbetätigungskolbens (4) feststellenden Lage in Berührung mit der auf den Kolben wirkenden Bremsflüssigkeit (5) angeordnet ist.

2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein in Richtung gegen die Seitenfläche des Kolbens (4) federbelastetes Gleitstück (19) aufweist, welches eine Stellung '.m Eingriff mit der Seitenwand des Kolbens und eine Stellung in der Bewegungsbahn des Kolbens einnehmen kann.

3. Fühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück ein Paar elastischer Kopfstifte (20a, 20b) aufweist, von denen einer direkt und der andere über die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) mit der elektrischen Schaltung verbunden ist, und daß lediglich die Endspitzen der Kopfstifte aus einem das Gleitstück aufnehmenden Gehäuse (12') vorstehen.

4. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Paar von in einem Abstand voneinander liegenden elastischen Kontaktplatten (21a, 210,1 aufweist, deren aus einem Gehäuse (12') herausragende Enden in eine im Kolben (4) gebildete Umfangsnut (41) vorstehen, und daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) über die Konlaktplatten angeschlossen ist.

5. Fühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (19) stabförmig ausgebildet ist und im Endspitzenteil die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) enthält sowie ein Paar von an die elektrische Schaltung angeschlossenen Kontakten (16a, \%b) trägt, mit denen die Temperatur-Abtasteinrichtung verbunden ist und die bei Bewegung des Gleitstückes in die Bewegungsbahn des Kolbens (4) unter der Wirkung der Feder (15) zum Schließen eines Stromkreises mit einem das Gleitstück tragenden Metallgehäuse (12) in Kontaktberührung treten.

6. Fühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Gleitstück (19) in einer Öffnung des Gehäuses (12) gleitbar geführt ist.

7. Fühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Gleitstück (19) in der Öffnung des Gehäuses (12) abgedichtet (Ring 17) geführt ist.