DE4108622A1

DE4108622A1 - Bremssystem-temperaturmessung

Info

Publication number: DE4108622A1
Application number: DE19914108622
Authority: DE
Inventors: Tilo Karisch
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1991-03-16
Filing date: 1991-03-16
Publication date: 1992-09-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur von Bremssystemen in Kraftfahrzeugen.

Beim Bremsvorgang wird die kinetische Energie von Fahrzeu gen durch Reibung in Wärme umgewandelt. Die beteiligten Bauteile, nämlich Bremsbeläge und Bremsscheiben oder -trom meln, müssen daher für eine entsprechende Temperaturbela stung ausgelegt werden. Dabei sind für alle geeigneten Werkstoffpaarungen bestimmte Obergrenzen für die maximal zulässige Betriebstemperatur zu beachten. Sie liegt bei den üblichen Werkstoffpaaren im Bereich von 800°C. Oberhalb dieser Temperatur kann es zu partiellen Aufschmelzungen kommen, wodurch die Bremswirkung schlagartig nachläßt und Unfälle unvermeidlich werden. Insbesondere bei Lastkraft fahrzeugen darf die zulässige Temperatur des Bremssystem auf keinen Fall überschritten werden, wie die immer wieder auftretenden Fälle von Bremsversagen mit katastrophalen Folgen zeigen.

Man hat daher vorgeschlagen, die Temperatur von rotierenden Bremsscheiben eines im Betrieb befindlichen Fahrzeugs mit Hilfe einer Thermographiekamera zu messen (DE-OS 40 06 885, Spalte 1, Zeilen 8 bis 13) Es leuchtet ohne weiteres ein, daß dieses Verfahren sehr aufwendig ist, weil für jedes gebremste Rad eine Kamera erforderlich ist, und daß die Betriebssicherheit keineswegs gewährleistet werden kann, weil der optische Übertragungsweg im Fahrbetrieb nicht per manent sauber gehalten werden kann, so daß Fehlmessungen unvermeidlich sind.

Zur Überwindung dieser Nachteile soll ein Sensor zur berüh rungslosen Messung zur Temperatur von Bremsscheiben an Kraftfahrzeugen dienen (DE-OS 40 06 885). Dazu wird an der Bremsscheibe eine LC-Kombination angebracht und gegenüber an einem feststehenden Ort die Induktionsspule einer Sende einrichtung angeordnet. Die LC-Kombination benötigt keine galvanische Speisespannung, sie ist vielmehr je Umdrehung der Bremsscheiben für einen Moment mit der Sendeeinrichtung induktiv gekoppelt und man kann aus dem "Echo" auf das Sen designal einen Meßwert für die Temperatur der Bremsscheibe gewinnen.

Diese bekannte Vorrichtung ist ebenfalls noch ziemlich auf wendig, insbesondere aber sehr störanfällig, weil die Akti vität des feststehenden Senders durch Schmutzablagerungen beeinträchtigt werden kann und für die Übertragung des Meß signals immer nur kurze, drehzahlabhängige Zeitabschnitte zur Verfügung stehen. Außerdem dürfte es nicht einfach sein, IG-Kombinationen zu finden, die in einer Bremsscheibe bis 800°C Betriebstemperatur zuverlässig arbeiten.

Es besteht somit die Aufgabe, für die Temperaturmessung von Bremssystemen in Fahrzeugen eine wesentlich einfachere und zuverlässigere Vorrichtung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorsieht, die gekennzeichnet ist durch

a) eine Mehrzahl von Temperaturfühlern, die ein der Temperatur entsprechendes elektrisches Signal abgeben und die im Verschleißbereich des Bremsbelages derart gestaffelt angeordnet sind, daß sie bei fortschreiten dem Verschleiß nacheinander zum Einsatz kommen,
b) einen Wechselschalter, über den jeweils ein Tempera turfühler ansteuerbar ist und
c) eine Auswerteinheit, mittels derer das Temperatur signal in ein Anzeige-Signal umgewandelt wird und mit tels derer der Ausfall eines Temperaturfühlers festge stellt und der nächste Temperaturfühler über den Wech selschalter angesteuert wird.

Ein wesentliches Merkmal dieses Vorschlags besteht darin, daß auf die Messung an bewegten Teilen verzichtet wird und daß stattdessen auf die Temperatur der Bremsbeläge als maß geblicher Größe zurückgegriffen wird. Es ist nämlich ohne weiteres möglich, bei jedem Bremssystem und bei allen Rei bepaarungen durch einfache Versuche festzustellen, ob die kritische Temperatur zuerst im bewegten und besser gekühl ten Teil (Bremsscheibe, -trommel) oder in den feststehenden Bremsbelägen auftritt und dementsprechend die in der Aus werteinheit zu speichernden kritischen Vergleichstemperatu ren festzulegen. Dabei kann außerdem der sich durch Ver schleiß ändernde Abstand der Temperaturfühler von der Ober fläche des Bremsbelags berücksichtigt werden. Entweder es wird eine ausreichend enge Staffelung bei der Anordnung der Temperaturfühler vorgesehen, oder es wird beim Umschalten auf einen neuen Temperaturfühler gleichzeitig eine etwas niedrigere kritische Vergleichstemperatur eingestellt, die im Verlauf des - anderweitig ermittelten (mittleren) - Ver schleißintervalls allmählich auf einen höheren Wert umge stellt wird.

Durch den Gebrauch der Bremseinrichtung wird im übrigen dafür gesorgt, daß nennenswerte Ablagerungen auf den Brems belägen nicht entstehen können und daß die Meßstelle selbsttätig im optimalen Betriebszustand gehalten wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand des in den Fig. 1 bis 3 darge stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Bremssystem mit Temperaturfühler,

Fig. 2 zeigt einen Bremsbelag,

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild.

In Fig. 1 ist vereinfacht ein Bremssystem mit einer Brems scheibe 1 und zwei Bremsbelägen 2 dargestellt, die auf Kol ben 3 befestigt sind. Die Kolben 3 sind im Zylinder 4 des Sattels 5 geführt und können in bekannter Weise mittels hydraulischem Druck von beiden Seiten gegen die Brems scheibe 1 angepreßt werden. In einem Bremsbelag 2 sind erfindungsgemäß Temperaturfühler 6, 7, 8 derart gestaffelt angeordnet, daß sie bei fortschreitendem Verschleiß zum Einsatz kommen können. Temperaturfühler 6 ist dargestellt, um die Verteilung über die Gesamtdicke des Bremsbelags 2 zu zeigen, obwohl er zeichentechnisch in diesem Schnittbild nicht zu sehen war.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Temperaturfühler 6 bis 8 im Bremsbelag 2 nebeneinander angeordnet sind. Damit wäre eine überlappende Benutzung von jeweils zwei Temperaturfüh lern realisierbar, wenn der Wechselschalter 11 und die Aus werteinheit 12 entsprechend modifiziert würden (Fig. 3).

Fig. 3 zeigt schematisch eine Bremsscheibe 1 und einen Bremsbelag 2, in dem die drei ersten und die beiden letzten Temperaturfühler 6 bis 10 einer an sich beliebig hohen Gesamtzahl von Temperaturfühlern dargestellt sind. Diese sind mit einem Pol über eine Leitung 13 mit der Auswertein heit 12 und über Einzelleitungen mit dem Wechselschalter 11 verbunden, der seinerseits über die Leitung 14 an die Aus werteinheit 12 angeschlossen ist und über die Leitung 15 umgeschaltet wird, sobald ein Temperaturfühler "verschlissen" ist.

In der Darstellung nach Fig. 3 sind die Temperaturfühler 6 bis 10 in Verschleißrichtung direkt übereinander angeord net, so daß immer einer nach dem anderen zum Einsatz kommt. Durch eine Anordnung nebeneinander gemäß Fig. 2 kann man erreichen, daß über den gesamten Verschleißbereich zwischen dem Verschleiß eines Temperaturfühlers und dem Umschalten auf den nächsten keine "Lücken" auftreten. Ebenso ist es möglich, durch überlappende Anordnung im Verschleißbereich dafür zu sorgen, daß stets zwei (oder mehr) Temperaturfüh ler im Einsatz sind. Dazu müßte allerdings auch der Wech selschalter 11 und die Auswerteinheit 12 modifiziert wer den, was jedoch ohne weiteres möglich ist.

Die von der Auswerteinheit 12 festgestellte Notwendigkeit zum Umschalten bzw. das Umschalten selbst kann gezählt und zur Erzeugung eines Verschleißsignals benutzt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung der Temperatur von Bremssystemen in Fahrzeugen, gekennzeichnet durch

a) eine Mehrzahl von Temperaturfühlern (6 bis 10), die ein der Temperatur entsprechendes elektri sches Signal abgeben und die im Verschleißbereich des Bremsbelags (2) derart gestaffelt angeordnet sind, daß sie bei fortschreitendem Verschleiß nacheinander zum Einsatz kommen,
b) einen Wechselschalter (11) über den jeweils ein Temperaturfühler (6 bis 10) ansteuerbar ist und
c) eine Auswerteinheit (12) mittels derer das Tempe ratur-Signal in ein Anzeige-Signal umgewandelt wird und mittels derer der Ausfall eines Tempera turfühlers (6 bis 10) festgestellt und der näch ste Temperaturfühler (6 bis 10) über den Wechsel schalter (11) angesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (6 bis 10) temperaturabhängige Wider stände benutzt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (6 bis 10) Thermoelemente benutzt wer den.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Wechselschalter (11) verwendet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler in äquidistanten "Verschleißabständen" angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Umschaltungen von einem Temperaturfühler (6 bis 10) auf den nächsten zur Erzeugung eines "Verschleißsignals" benutzt wird.