DE3407716A1 - Einrichtung zum messen der staerke von verschleissteilen - Google Patents

Einrichtung zum messen der staerke von verschleissteilen

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Description

  • Einrichtung zum Messen der Stärke von Verschleißteilen
  • Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Messen der Stärke von Verschleißteilen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • In einem Kraftfahrzeug sind die Bremsen die Aggregate mit der höchsten Leistung. Die Verkehrssicherheit eines Kraftfahrzeugs hängt wesentlich von der Funktion seiner Bremsen ab. Der Bremsbelag ist durch Abrieb einem Verschleiß unterworfen; übersteigt der Verschleiß ein bestimmtes Ausmaß, so sind die Bremsen nicht mehr funktionsfähig. Die Stärke des Bremsbelags sollte also laufend überwacht werden. Auf jeden Fall muß ein Warnsignal dann abgegeben werden, wenn ein Bremsbelag seine Minimalstärke erreicht hat.
  • Besonders bei Nutzfahrzeugen haben die Bremsen in Bezug auf Sicherheit und Wartungsaufwand eine herausragende Stellung. Der Zustand der Bremsbeläge ist nicht immer leicht zu kontrollieren, besonders bei Zwillingsreifen ist der Überwachungsaufwand erheblich. Wird der Belag nicht rechtzeitig gewechselt, steigt das Unfallrisiko.
  • Wird der Belag zu früh gewechselt, steigen die Betriebskosten.
  • Zur Überwachung der Rest stärke der Bremsbeläge sind viele Verfahren bekannt. Es gibt Einrichtungen, die den Stand des Bremsöls überwachen. Weiter gibt es Grenzwertmelder mit Kontaktstiften, die in die Bremsbeläge eingebaut sind und die beim Unterschreiten einer bestimmten Belagstärke über die Bremsscheibe einen Stromkreis schließen und so ein Signal auslösen. Diese und andere Uberwachungsmethoden haben den Nachteil, daß sie zwar rechtzeitig, aber doch erst bei abgenützten Bremsbelägen warnen. Eine laufende Überwachung und eine Aussage über den akuten Zustand und die Belastung der Bremsbeläge ist mit diesen Verfahren nicht möglich.
  • Aus der DE-OS 21 23 750 (R 342 der Anmelderin) ist eine Einrichtung zur Messung der Belagstärke von Reibt eilen, insbesondere von Bremsbelägen, bekannt, bei der am Belag oder in der Nähe des Belags ein mechanisch-elektrischer Längengeber angeordnet ist. Der Längengeber gibt ein der Belagstärke analoges elektrisches Signal ab. Mit diesem Gerät kann nun zwar in der Ruhestellung der Bremsen die Lage der Bremsbeläge angegeben werden. Das Gerät gibt jedoch keine Auskunft über die vorangegangenen Belastungen oder Überlastungen der Bremse und damit über die zu erwartende zukünftige Wirksamkeit der noch vorhandenen Bremsbeläge.
  • Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Nebenanspruchs haben demgegenüber den Vorteil, daß in jedem Augenblick der wahrscheinliche Zustand der Verschleißteile, insbesondere der Bremsbeläge oder auch der Kupplungsbeläge, angegeben werden kann. Damit läßt sich ein notwendiger Wartungszeitpunkt genauer festlegen.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung und des im Nebenanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, daß nicht nur die Belastungen der Bremsen, sondern auch Überlastungen festgestellt, angezeigt und gespeichert werden können. Eine Gefahr einer Rißbildung im Bremsbelag beispielsweise kann so mit einer Wahrscheinlichkeit diagnostiziert werden.
  • Ein einfaches Auswertegerät mit einem einfachen Integrator kann aus der Betätigungszeit, dem Betätigungsdruck und der Relativgeschwindigkeit der Verschleißteile auf einfache Weise angenähert die bisher aufgelaufene Bremsleistung, die Bremsenergie, die Bremsentemperatur, den Abrieb und den Verschleiß und damit den Zustand der Restbeläge ermitteln.
  • Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung, Figur 2 eine Skizze des Druckverlaufs bei einem Bremsvorgang und Figur 3 eine vereinfachte Graphik dazu.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels Im Blockschaltbild nach Figur 1 ist auf einer Welle 11 eine Bremsscheibe 12 angebracht. Gegen die Bremsscheibe 12 sind Bremsbeläge 13 anpreßbar. Die Drehzahl der Welle 11 ist mit Hilfe eines als Drehzahlgeber ausgebildeten Geschwindigkeitsmeßgeräts 14 meßbar. Mit wenigstens einem der Bremsbeläge 13 steht ein Druckmeßgerät 15 und ein Zeitmeßgerät 16 in Wirkungsverbindung. Die Ausgangssignale des Druckmeßgeräts 15, des Zeitmeßgeräts 16 und des Geschwindigkeitsmeßgeräts 14 sind einem Auswertegerät 17 zugeführt. Am Ausgang des Auswertegeräts 17 liegt der Eingang eines Anzeigegeräts 18.
  • Bei einem Bremsvorgang werden die Bremsbeläge 13 gegen die Bremsscheibe 12 gedrückt. Die Betätigungszeit T der Bremsbeläge und der Bremsdruck p, mit dem die Bremsbeläge 13 auf die Bremsscheibe 12 gedrückt werden, werden dabei vom Zeitmeßgerät 16 und vom Druckmeßgerät 15 gemessen und an das Auswertegerät 17 gemeldet. Gleichzeitig wird die Drehzahl der Bremsscheibe 12 mit Hilfe des Geschwindigkeitsmeßgeräts 14 gemessen; die Drehzahl ist ein Maß für die Relativgeschwindigkeit zwischen der Bremsscheibe 12 und den Bremsbelägen 13. Auch dieser Wert wird an das Auswertegerät 17 weitergegeben. Das Auswertegerät 17 verfolgt beginnend mit dem Neueinbau der Bremsbeläge 13 und gegebenenfalls der Bremsscheibe 12 alle Bremsvorgänge. Auf Grund eines intern vorgebbaren Modells berechnet das Auswertegerät 17 den Verschleiß und damit den wahrscheinlichen Restzustand der Bremse, also die Zustände des Bremsbelags und der Bremstrommel oder der Bremsscheibe.
  • In Figur 2 ist der übliche Druckverlauf bei einem Bremsvorgang skizziert. In dem Diagramm sind t1 und t2 die Ansprechpunkte eines Druckschalters oder eines Bremskontakts und P der Bremsspitzendruck. Mit der Anzahl x der Bremsvorgänge ergibt sich für die Verschleißkennzahl V Wobei im allgemeinen K eine nichtlineare Funktion des Bremsdrucks p und der Bremsbelagtemperatur # ist.
  • In Figur 3 ist zur Vereinfachung eine Näherung aufgezeichnet. Wenn die Zeitdauer # eines Bremsvorgangs vereinfacht mit T = t2 - t1 angegeben wird, ergibt sich die Verschleißkennzahl V näherungsweise zu Statt der Drehzahl der Bremsscheibe 12 und damit des Fahrzeugrads kann dem Auswertegerät 17 auch die Fahrzeuggeschwindigkeit zugeführt werden. Das Auswertegerät berechnet also aus der Betätigungszeit der Bremsvorrichtung 12, 13, der Raddrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Bremsdruck näherungsweise die Bremsleistung, die Bremsenergie, die Bremsentemperatur, den Abrieb und den Verschleiß der Bremse. Durch eine einfache Integration läßt sich daraus der Zustand der Verschleißteile der Bremse 12, 13 ermitteln. Das Ergebnis dieser Berechnung kann über ein Anzeigegerät 18 kontinuierlich im Checkpanel angegeben oder auch bei einer Fahrzeuginspektion abgelesen werden.
  • Mit der beschriebenen Einrichtung wird also nicht die tatsächliche Abnutzung beispielsweise von Bremsbelägen oder Kupplungsbelägen gemessen, vielmehr wird eine solche Abnutzung durch ein internes Modell simuliert.
  • Das Verschleißmodell wird vorher in dem Auswertegerät 17 gespeichert.
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Claims (11)

  1. Einrichtung zum Messen der Stärke von Verschleißteilen Patentansprüche Einrichtung zum Messen der Stärke von Verschleißteilen, insbesondere von Brems- oder Kupplungsbelägen, mit einem mit dem Verschleißteil gekoppelten, eine Bewegung der Verschleißteile meldenden Geber, der insbesondere ein elektrisches Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitmeßgerät (16) zum Ermitteln der Betätigungszeit (#) der Verschleißteile (Bremsbelag 13, Bremsscheibe/Bremstrommel 12) vorgesehen ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Druckmeßgerät (15) zum Ermitteln des Betätigungsdrucks (Bremsdruck p) der Verschleißteile (12, 13) vorgesehen ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Geschwindigkeitsmeßgerät (14) zum Ermitteln der Relativgeschwindigkeit zwischen den Verschleißteilen (12, 13) vorgesehen ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3 für ein mit einem Fahrzeugrad gekuppelte Bremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Geschwindigkeitsmeßgerät (14) ein mit dem Fahrzeugrad verbundener Drehzahlgeber vorgesehen ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß als Geschwindigkeitsmeßgerät (14) ein Tachometer des Fahrzeugs dient.
  6. 6. Verfahren zum Messen und Überwachen der Belagstärke von Verschleißteilen mit einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Auswertegerät (17) das Signal des Zeitmeßgeräts (16) zugeführt wird und aus der Beätigungszeit (T) der Verschleißteile (12, 13) der wahrscheinliche Zustand der Verschleißteile (12, i3) ermittelt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auswertegerät (17) weiter die Signale des Druckmeßgeräts (15) und des Geschwindigkeitsmeßgeräts (14) zugeführt werden und aus dem Betätigungsdruck (p) und der Relativgeschwindigkeit gemäß einem vorgebbaren Modell wenigstens eines der Verschleißdaten Verschleißleistung, Verschleißenergie, Verschleißteiletemperatur, Verschleißteileabrieb oder Verschleißumfang ermittelt werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (17) eine Integrationsvorrichtung enthält und durch Summieren/Integrieren der Verschleißdaten der momentane Zustand der Verschleißteile (12, 13) ermittelt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Zustand der Verschleißteile (12, 13) mit Hilfe eines Anzeigegeräts (18) angezeigt wird.
  10. 10. Einrichtung zum Ermitteln des Verschleißes oder einer möglichen Reststandzeit eines Verschleißteils, insbesondere einer Bremse oder einer Kupplung bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren und/oder Meßwertgeber (14, 15, 16) für den Verschleiß bewirkende Größen vorgesehen sind und über diese Größen der Verschleiß und/oder die Reststandzeit simuliert wird.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als zu berücksichtigende Größen wenigstens eine der Größen Betätigungszeit (#), Betätigungsdruck (p), Drehzahl, Relativgeschwindigkeit und Temperatur verarbeitet wird.
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