DE3425825A1

DE3425825A1 - Vorrichtung zur drehzahlerfassung

Info

Publication number: DE3425825A1
Application number: DE19843425825
Authority: DE
Inventors: Ulrich 8560 Lauf Armonier; Jürgen 6237 Liederbach Jendroska; Hans-Christof 6234 Hattersheim Klein; Hermann 8560 Lauf Oesterle
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG; Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-01-23
Also published as: US4641519A; JPS6151572A

Description

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Vorrichtung zur Drehzahlerfassung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Drehwähler fassung eines rotierenden Bauteiles, insbesondere einer Bremsscheibe eitler Kraft fahrzeugbremse, bei der an der Bremsscheibe in vorzugsweise regelmäßigen Winkelabständon einem Meßfühler gegenüberliegende Ausnehmungen angeformt sind«

Sour Erfassung von Radgeschwindigkeiten in Kraftfahrzeugbrenisanlagen ist es allgemein bekannt, ein mit dem sich drehenden Rad verbundenes Bauteil mit regelmäßig am Umfang verteilten Ausnehmungen zu versehen, wobei in vielen Fällen ein induktiver Meßfühler eingesetzt ist, der den Ausnehmungen gegenüberliegend angeordnet ist und bei einer Rotation des Bauteiles infolge der Veränderungen des magnetischen Kraftflusses eine Wechselspannung liefert.

Bei derartigen Vorrichtungen zur Drehzahlerfassung rotierender Bauteile ist es insbesondere als nachteilig anzuseilen, daß die induktiven Meßfühler insgesamt kompliziert aufgebaut sind und dementsprechend hohe Fertigungskosten verursachen. Darüberhinaus ist es notwendig, derartige induktive Meßfühler mit relativ geringeren Toleranzen einzubauen, um zu den gewünschten Meßergebnissen zu gelangen.

Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sich durch einen überaus einfachen Aufbau auszeichnet und bei der Justierprobleme beim Einbau nicht auftreten.

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KrfindunyGgcunäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Meßfühler «in &ⁿ <^er Bremsscheibe zur Anlage bringbarer Kontaktkörper eingesetzt ist, der beim überfahren jeder Ausnehmung einen Stromkreis mit einer in diesem Stromkreis eingeordneten Auswerteschaltung unterbricht. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird davon ausgegangen, daß die elektrisch leit-fähige Bremsscheibe elektrisch leitend mit der Fahrzeugmasse verbunden ist. Bei einer Drehung der Bremsscheibe wird der Stromkreis, in dem die Auswerteschaltung angeordnet ist, jeweils unterbrochen, wenn dem Kontaktkörper eine Ausnehmung gegenüberliegt. Die Auswerteschaltung erfaßt die Anzahl der Stromkreisunterbrechungen pro Zeiteinheit und berechnet daraus die Umdrehungszahl der Bremsscheibe. Auf diese Weise gelangt man zu einem kostengünstigen Meßfühler, mit dessen Hilfe bei vorgegebener Anzahl der an der Bremsscheibe angeformten Ausnehmungen eine einfache Drehzahlerfassung möglich ist. Da die Bremsscheibe in der Regel die gleiche Drehzahl wie das zu überwachende Rad hat, ist auf diesem Wege eine Drehgeschwindigkeitsinessung am Rad in einfachster Form möglich.

In einer einfachen und vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Kontaktkörper in den Reibbelag integriert ist. Theoretisch ist es denkbar, daß der Kontaktkörper durch besondere Einrichtungen ständig in Anlage an der Bremsscheibe gehalten wird. Insbesondere bei Bremsschlupfregelanlagen ist es allerdings ausschließlich notwendig, Drehzahländerungen während eines Brernsvorgangs zu erfassen, so daß der

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Kotit.-jKtkörper auch nur in den Fällen mit der Bremsscheibe in Kontakt au bringen ist, in denen eine Bremsung erfolgt, Bei einer. Bremsung wird der Reibbelag einer Kraftfahrzeugbrc:r.'-e generell gegen die Bremsscheibe gedrückt, so daß eine Integration des Kontaktkörpers in den Reibbelag eine vorteilhafte und einfache Lösung darstellt, zumal auf eine zusätzliche Abstützung des Kontaktkörpors verzichtet wo):den kann. Dabei ist in einer zweckmäßigen Weiterbildung des 7u)!'ieldungsgegenstandes vorgesehen, daß der Konataktkörp^.r stiftförmig mit einem im wesentlichen gleichb]eibenden Querschnitt ausgebildet ist, dessen Achse par;.:U.oi zur Drehachse der Bremsscheibe angeordnet ist.

Zu einer vorteilhaften Weiterbildung des Amueldungsgegen-Standes gelangt man, wenn die Achse des stiftföriaigen Kontaktkorpers in einem Winkel in Richtung der Bewegung der Bremsscheibe bei Vorwärtsfahrt geneigt ist. Durch eine derartige Maßnahme wird vermieden, daß der stiftförmig ausgebildete Kontaktkörper nach dem Überfahren einer Ausnehmung der Brensscheibe abgeschert wird. Ferner ist durch ein Schrägstellen des Kontaktkörpers eine wirksame Geräuschdämpfung während des Breixisvorganges möglich.

Ferner ist in einer vorteilhaften Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes vorgesehen, daß der Kontaktkörper derart ausgebildet ist, daß sich seine Anlagefläche an der Bremsscheibe in Abhängigkeit vom Verschleiß des Reibbelages verändert. Bei einer derartigen Ausgestaltung

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werden der Au&worteschaJ tung elektrische Signale zuge-führt, die sich mit fortschreitendem Belagverschleiß ändern. Die Auswerteschaltung erkennt eine derartige Veränderung der ihr zugeführten elektrischen Impulse und gibt nach dem Überschreiten eines; vorgebbaren Schwellwertes ein Warnsignal ab, das für das Unterschreiten einer minimalen Reibbolagdicke charkteristisch ist. In diesem Zusamiaenhang kann vorgesehen sein, daß der Querschnitt des Kontaktkörpers sprunghaft verändert ist, wobei sich ein Absatz des Kontaktkörpers an der zulässigen Verschleißgrenze der Reibbeläge befindet. Alternativ ist es allerdings denkbar, daß der Kontaktkörper einen im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

Da sich im Reibbelag in der Regel ebenfalls elektrisch leitfähige Materialen befinden, kann es je nach dem Werkstoff des Reibbelages zweckmäßig sein, wenn zwischen dem Kontaktkörper und dem Werkstoff des Reibbelages eine Isolierschicht angeordnet ist, so daß Störsignale infolge der im Reibbelagwerkstoff vorhandenen Metallteile ausgeschlossen sind. Im Hinblick auf eine gute Kontaktgabe zwischen dem Kontaktkörper und der Bremsscheibe und eine entsprechend exakte Signalgabe kann vorgesehen sein, daß der Kontaktkörper in Richtung der Bremsscheibe durch eine Druckfeder belastet ist.

Zu einer speziellen Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes gelangt man dadurch, daß im Reibbelag winkelversetzt zur Bremsscheibe ein zweiter Kontaktkörper angeordnet ist, durch den der Stromfluß zur Auswerteschaltung steuerbar ist. Eine derartige Ausgestaltung ist insbe-

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sondere dann vorteilhaft und sinnvoll, wenn nicht mit cjitftfter Sicherheit öavon ausgegangen worden kann, daß die Iirou'oijc.iivibü einen elektrischen Kontakt zur Fahrzeugmasae lift „ Ii--i -Hinblick auf eine eindeutige Signalgabe ist bei einer derartigen Ausgestaltung vorgesehen, daß die Kontaktkörper derart angeordnet sind, daß jeweils gleichzeitig Ausnehmungen der Bremsscheibe überfahren werden«,

Im .Hinblick auf eine eindeutige Erfassung des Bremsbelag-Verschleißes ist vorgesehen, daß die Kontaktkörper jeweils als elektrisch miteinander verbundene Kontaktpaare ausgebildet sind, wobei der Widerstand zwischen den Kontaktkörpern eines Kontaktpaares vom Verschleiß des Reibbelages steuerbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der normalerweise, d.h. bei einer ausreichenden Dicke des Reibbelages vorhandene elektrische Kontakt unterbrochen wird, sobald die Mindestbe.lagdicke unterschritten wird. In einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Reibbelag aus mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierten Sektoren zusammengesetzt ist, wobei jeder Sektor die Funktion eines Kontaktkörpers übernimmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann man gänzlich auf einen besonderen Kontaktkörper verzichten, wodurch diese Ausführungsform besonders kostengünstig wird.

Vorzugsweise ist als Material für die Kontaktkörper ein Metall/Sinter-Werkiitoff eingesetzt. Hingegen eignet sich als Material für die Isolierschicht zwischen dem Kontaktkörper und dem V7erkstoff des Reibbeiages am besten ein Weichkeramik-V/erkstof f.

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Dj c· Erfindung ist nachfolgend anhand von. Fig. 1 bis Fig. dur Zeichnung miner erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Dreh&ahlerfassung mit einem senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe stehenden stiftförirtigen Kontaktkörper,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit einem stiftförmigen

Kontaktkörper, dessen Mittelachse gegenüber der Drehachse der Bremsscheibe geneigt ist,

Fig. 3 eine Vorrichtung mit einem Kontaktkörper,

dessen Querschnitt sprunghaft verändert ist,

Fig. 4 eine Vorrichtung mit einem Kontaktkörper, der eine im wesentlichen konische Außenkontur besitzt,

Fig. 5 eine Vorrichtung mit einem federbelasteten Kon t a ktkö rper,

Fig. 6 eine Vorrichtung mit zwei in Reihe geschalteten Kontaktkörpern,

Fig. 7 eine Vorrichtung, bei der jeweils zwei

Kontaktstifte einen Kontaktkörper bilden und

Fig. 8 eine Vorrichtung mit einem separat an einem Bremfibetätigungsorgan befestigten Kontaktkörper .

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der entsprechende Teile sind rait den gleichen Bezucjs versehen.

In Ficj. 1 ißt mit 1 eine Bremsscheibe bezeichnet, in der Ausnehmungen 2 angebracht sind, wobei die Ausnehmungen 2 g] eiehnuiß.i q am Umfang der Bremsscheibe 1 ancjeordnet sind, bzw. einen gleichen Winkelabstand zueinander haben. Ferner ist in Fig. 1 mit 3 ein Reibbelag bezeichnet, der mit einen Ijelagträger 4 verbunden ist. Im Reibbelag befindet sich ein Kontaktkörper 5, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe stehf. Der Kontaktgeber 5 ist durch eine Isolierschicht geqoi'iibsr dem Werkstoff des Reibbelages 3 isoliert«. Ferner steht der Kontaktkörper 5 in elektrischer Verbindung mit einem AnGchluf.kabel 7, das zu einer aus der Darstellung nicht ersichtlichen Auawerteschaltung hinführt.

Befindet sich die Bremsscheibe 1 nach Fig. 1 in Drehung, so überfährt der elektrische Kontaktkörper 5 nacheinander die Ausnehmungen 2 der Bremsscheibe 1, wobei jeweils ein Stroiafluß zu der nicht dargestellten Auswerteschaltung unterbrochen wird, wenn eine Ausnehmung 2 der Bremsscheibe 1 überfahren wird. Aus der Anzahl der Stroinunterbrechung en pro Zeiteinheit erkennt die /\uswerteschaltung, mit welcher Drehzahl die Bremsscheibe 1 umläuft.

Bei dem in Fig, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der stiftförmige Kontaktkörper 5 nicht senkrecht, sondern in einem Winkel zur Ebene der Bremsscheibe 1 angeordnet, wobei die Achse des stif tf örinigen Kontaktkörpers 5 zu der

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durch den Pfeil in Fig. 2 angedeuteten Drehrichtung geneigt ißt. Durch eine derartige Neigung des Kontaktkörpers 5 innerlvijb der; Reibbelages 3 lassen sich ggf. Verschleißproblciue besser leisen und ggf» wird, die Geräuschentwicklung dor Vorrichtung gemindert.

ttcd dem in Pig, 3 dargestellten Ausführungsbeiöpiel ist der Kontaktkörper 5 stufenförmig ausgebildet und verfügt über einen Abschnitt 8 mit geringerem Durchmesser und einen Abschnitt 9 mit größerem Durchmesser. Sobald die Qucrschnittsfläche des größeren Abschnitts 9 des Kontakt-· körpers 5 infolge Belagverschleiß mit der Bremsscheibe 1 in Kontakt tritt, so verändert sich die der Auswerte- «chaltung über das Anschluß}: ab el 7 zugeführte Signal folge, wodurch die ÄUüwertecchaltung erkennt, daß der Reibbelag 3 auf ein Mindestmaß abgenutzt ist. Ks erfolgt daraufhin eine entsprechende Signalgabe durch die Auswerteschaltung, die dem Fahrzeugführer über entsprechende Signalsinrichtungen einen unzulässig hohen Verschleiß der Bremsbeläge anzeigt«

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dein der Kontaktkörper 5 im wesentlichen kugelstumpfförmig ausgebildet ist, wodurch mit fortschreitendem Belagverschleiß ebenfalls eine Beeinflussung der der Auswerteschaltung zugeführten Signale erfolgt. In diesem Fall ist in der Auswerteschaltung ein Schwellwert vorgegeben, bei dessen Überschreiten wiederum ein Warnsignal abgegeben wird, das einen unzulässig hohen Verschleiß des keibbelages 3 signalisiert.

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Gciiiii.! rig. 5 ir-it der stiftförmige Kontaktkörper 5 durch ein;; Druck Γ ed:-1 10 in Richtung der Bremsscheibe 1 be-Ii)GLeI, KO daß stets eine ausreichende Kontaktgabe zm Ι?· c-he η dom Koni aktkörper 5 und der Bremsscheibe 1 bestellt. Dip? Druckfeder 10 stützt sich dabei an einem Feder te! i or 11 ab, dar mit dem Belagtrager 4 verbunden ist.

Dai; Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 beinhaltet zwei Kontaktkörper 5,5a, die in Reihe mit der Auswerteschaltung, die aus der Darstellung nicht ersichtlich ist, geschaltet sind. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht sichergestellt ist, daß die Bremsscheibe 1 in leitendem Kontakt mit der Fahriinsye steht»

Schließ}ich ist in Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Kontaktkörper jeweils als elektrisch - wie durch die gestrichelten Linien 12,13 angedeutet - verbundene Kontaktpaare 5b, 5c; 5d, 5e ausgebildet sind. Der Widerstand zwischen den Kontaktkörporn 5b, 5c; 5d, 5e ist durch den Verschleiß des Reibbelages 3 steuerbar.

Schließlich ist in Fig. 8 eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der ein Kontaktkörper 5 auf der Austrittsseitc des Reibbelages 3 in einem- Gehäuse 14 angeordnet ist, wobei das Gehäuse 14 beispielsweise mit einem Breinssattel 15 verbunden ist. Insbesondere hat eine derartige Ausgestaltung den Vorteil, daß eine Signalgabe nichgt ausschließlich bei betätigter Bremse erfolgt. Es ist ferner dadurch möglich, daß Reibungs- und Verschleißverhalten des Kontaktkörpers 5 unabhängig vom Verhalten des keibbelages 3 su erfassen.

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Claims

1. Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines rotierenden Bauteiles, insbesondere einer Bremsscheibe einer Kraft fahrzeugbremse, bei der an der Bremsscheibe in vorzugsweise regelmäßigen Abständen einem Meßfühler gegenüberliegende Ausnehmungen angeformt sind/ dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfühler ein an der Bremsscheibe (1) zur Anlage bringbarer Kontaktkörper (5) eingesetzt ist, der beim Überfahren jeder Ausnehmung (2) einen Stromkreis mit einer in diesem Stromkreis angeordneten Auswerteschaltung unterbricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ·■ zeichnet, daß der Kontaktkörper (5) in den Reibbelag (3) integriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (5) stiftförmig mit einem im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt ausgebildet ist, dessen Achse paraliel zur Drehachse der Bremsscheibe (1) angeordnet ist«

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η - ζ e i ohne t, daß die Achse des stiftförraig^n Kontaktkörpers (5) in einem Winkel in Richtung der Bewegung der Bremsscheibe (1) bei VortwMrtsfahrt geneigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (5) derart ausgebildet ist, daß sich seine Anlagefläche an der Bremsscheibe (1) in Abhängigkeit vom Verschleiß des Reibbelages (3) verändert.

G. Vorrichtung nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kontaktkörpers (5) sprunghaft verändert ist, wobei sich ein Absatz des Kontaktkörpers (5) an der.zulassigen Verschleißgrenze des Reibbelages (3) befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konatktkörper (5) im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kontaktkörper (5) und dem Werkstoff des Reibbelages (3) eine Isolierschicht (6) angeordnet ist.

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9. Vorrichtung nach einem, oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (5) in Richtung der Bremsscheibe (1) durch eine Druckfeder (10) belastet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1. und einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Reibbelag (3) winkelversetzt zu): Bremsscheibe (1) ein zweiter Kontaktkörper (5a) angeordnet ist, durch den der Stromfluß zur Auswerteschaltung steuerbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkörper (5, 5a) derart angeordnet sind, daß jeweils gleichzeitig Ausnehmungen (2) überfahren werden.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansxjrüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkörper (5,5a) jeweils als elektrisch miteinander verbundene Kontaktpaare (5b, 5c; 5d,5e) ausgebildet sind, viobei der Widerstand zwischen den Kontaktkörper eines Kontaktpaares vom Verschleiß des Reibbelages (3) steuerbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (3) aus mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierten Sektoren zusammengesetzt ist.

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14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η κ e i c h η e t, daß als Material für die Kontaktkörper (5a bis 5e) vorzugsweise ein Metall/Sinter— Werkstoff eingesetzt ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn e t, daß als Material für die Isolierschicht (6) vorzugsweise ein Weichkeramik-Werkstoff eingesetzt ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (5) auf der Austrittsseite des Reibbelages (3) in einem Gehäuse (14) angeordnet ist, das mit einem Bremssattel (15) verbunden ist, wobei der Kontaktkörper (5) in Richtung der Bremsscheibe (1) federbelastet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (14) ein Kontaktpaar untergebracht ist»