DE4240599A1 - Einrichtung zum Erfassen von Relativbewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen von Relativbewegungen zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil einerseits und dem zweiten Bauteil und einem dritten Bauteil andererseits gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Um bei zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, wie z. B. dem Zylindergehäuse und dem Kolben eines Arbeits­ zylinders, den Kolbenweg erfassen zu können, ist es denkbar, an dem einen Bauteil ein z. B. als Widerstands­ bahn ausgebildetes erstes Sensorelement und an dem anderen Bauteil ein als Schleifer ausgebildetes zweites Sensorelement anzuordnen, wobei das zweite Sensorelement auf dem ersten Sensorelement gleitend geführt wird.

Soll die Bewegung von drei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen erfaßt werden, so ist zusätzlich zu dem aus dem ersten Sensorelement und dem zweiten Sensorelement bestehenden Sensor ein weiterer, in der gleichen Art ausgebildeter Sensor vorzusehen, wobei ein erstes Sensorelement des zweiten Sensors am zweiten Bauteil und ein zweites Sensorelement des zweiten Sensors am dritten Bauteil angeordnet werden muß. Mittels dieser beiden Sensoren ist es möglich, den Differenzweg zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil sowie den Diffe­ renzweg zwischen dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil zu erfassen. Eine derartige, aus zwei Sensoren bestehende Einrichtung erfordert einen relativ großen Bauteile- und Fertigungsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung zum Erfassen von Relativbewegungen zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil einerseits und zwischen dem zweiten Bauteil und einem dritten Bauteil andererseits zu schaffen, die sich mit einfachen Mitteln herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Erfindung gelöste. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, bei einer Anordnung von drei relativ zueinander bewegbaren Bau­ teilen mit nur einem Sensor den Differenzweg des ersten Bauteiles zum zweiten Bauteil und den Differenzweg des zweiten Bauteiles zum dritten Bauteil erfassen zu können.

Der Bauteile- und Fertigungsaufwand für die erfindungs­ gemäße Einrichtung ist gering. Zudem ist der Platzbedarf der Sensoreinrichtung in einer Bauteilegruppe minimal.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich aufgrund ihres geringen Platzbedarfs besonders gut in Bremsein­ richtungen für Fahrzeuge, insbesondere in Scheiben­ bremsen zur Bremsbelagverschleiß-Sensierung einsetzen.

Bei Schwimmsattel- oder auch Schwimmrahmen-Scheiben­ bremsen kann die erfindungsgemäße Einrichtung außer zur Belagverschleißzensierung auch noch zur zusätzlichen Funktionsüberwachung der Scheibenbremse (Relativbewegung zwischen Bremskolben und Bremssattel - Relativbewegung zwischen Bremssattel und Bremsträger) eingesetzt werden.

Dadurch, daß in der erfindungsgemäßen Einrichtung ein kombinierter Weg-Kraft-Sensor mit zwei Ausgangssignalen eingesetzt wird, wobei das erste Ausgangssignal der Position eines auf einer Wegsensorbahn rollend oder gleitend geführten Kraftübertragungsgliedes entspricht und das zweite Ausgangssignal der Größe der von dem Kraftübertragungsglied auf die Wegsensorbahn ausgeübten Kraft entspricht, wobei jedes der beiden Ausgangssignale einen Weg darstellt, ist es möglich, eine Relativ­ bewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil sowie dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil zu erfassen.

Mittels einer geeigneten elektrischen Auswerte- und Regelschaltung kann der Differenzweg zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil sowie zwischen dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil ermittelt werden, woraus bei der Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung an einer Scheibenbremse auf den Bremsbelag­ verschleiß und auf die ordnungsgemäße Funktion oder auf Funktionsstörungen an den die Bremsbelagträger an­ treibenden Bauelementen geschlossen werden.

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend zwei Ausführungs­ beispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Schwimmsattel- Scheibenbremse mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Relativbewegung zwischen Bremssattel und Bremskolben sowie zwischen Bremssattel und Bremsträger und

Fig. 2 drei Bauteile, wobei zwei Bauteile parallel zueinander verschiebbar und ein Bauteil zu diesen beiden Bau­ teilen verschwenkbar angeordnet sind.

In Fig. 1 ist schematisch eine Scheibenbremse darge­ stellt, die im wesentlichen aus einem Bremsträger (17), einem Bremssattel (29) mit Bremskolben (3) sowie Brems­ belagträgern (25, 28) mit Bremsbelägen (26, 27) und einer Bremsscheibe (24) besteht.

Der Bremssattel (29) ist in einer Führung (16) des Bremsträgers (17) in Längsrichtung der Drehachse der Bremsscheibe (24) verschiebbar gelagert. Er weist einen inneren Schenkel (2) und einen äußeren Schenkel (1) auf, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und einen Teil der Bremsscheibe (24) übergreifen, derart, daß dieser Teil der Bremsscheibe (24) zwischen den Schenkeln (1) und (2) gelegen ist.

Der innere Schenkel (2) des Bremssattels (29) weist eine Ausnehmung (4) auf, in welcher der Bremskolben (3) mittels eines Dichtringes (6) abgedichtet in Längsrich­ tung der Drehachse der Bremsscheibe (24) bewegbar angeordnet ist. Der äußere Schenkel (1) wirkt mit dem Bremsbelagträger (28) zusammen und der Bremskolben (3) wirkt mit dem Bremsbelagträger (25) zusammen. Die beiden Bremsbelagträger (25) und (28) mit den Bremsbelägen (26) und (27) sind so zu den Schenkeln (1, 2) des Brems­ sattels (29) und so zu der Bremsscheibe (24) angeordnet, daß je ein Bremsbelagträger (25, 28) mit Bremsbelag (26, 27) je einer der einander abgewandten Seiten der Brems­ scheibe (24) gegenüberliegt.

Von der dem Bremsbelagträger (25) abgewandten Seite des Bremskolbens (3) wird eine Druckmittelkammer (5) im inneren Schenkel (2) begrenzt, welche über einen Durch­ laß (7) in der die Druckmittelkammer (5) begrenzenden Wand des inneren Schenkels (2), eine Druckmittelleitung (8), eine Regelventileinrichtung (31) und eine Druck­ mittelleitung (30) mit einer nicht dargestellten Druck­ mittelquelle verbindbar ist.

Die äußere Mantelfläche des Bremskolbens (3) weist eine in Richtung der Längsachse des Bremskolbens (3) ver­ laufende Ausnehmung (18) auf, in welcher eine als Wegsensorbahn (9) dienende FPSR-Folie (Force Pressure Sensing Resistor) angeordnet ist. Die Tiefe der Aus­ nehmung (18) ist so bemessen, daß die dem Boden der Ausnehmung (18) abgewandte Oberfläche der FPSR-Folie mit der äußeren Mantelfläche des Bremskolbens (3) ab­ schließt.

Der innere Schenkel (2) des Bremssattels (29) weist im Bereich der Lauffläche für den Bremskolben (3) eine Durchgangsöffnung (20) auf, die quer zur Längsachse der Ausnehmung (4) für den Bremskolben (3) verlaufend sich von der dem Bremsträger (17) zugewandten Seite des Bremssattels (29) ausgehend bis zur Lauffläche für den Bremskolben (3) hin erstreckt.

Am Bremsträger (17) ist auf der dem Bremssattel (29) zugewandten Seite eine als Schräge (22) ausgebildete Hilfseinrichtung vorgesehen, die von der der Brems­ scheibe (24) zugewandten Seite des Bremsträgers (17) ausgehend sich in Richtung auf den Bremssattel (29) zu ansteigend über einen Teilbereich der dem Bremssattel (29) zugewandten Seite des Bremsträgers (17) erstreckt.

In der Durchgangsöffnung (20) des Bremssattels (29) ist eine Druckfeder (21) angeordnet, die mit ihrem einen Ende eine in der Durchgangsöffnung (20) geführte erste Kugel (19) und mit ihrem anderen Ende eine ebenfalls in der Durchgangsöffnung (20) geführte zweite Kugel (23) beaufschlagt. Die erste Kugel (19) wird von der Druck­ feder (21), vorzugsweise unter Vorspannung der Druck­ feder (21), an der Wegsensorbahn (9), und die zweite Kugel (23) wird von der Druckfeder (21), vorzugsweise unter Vorspannung der Druckfeder (21), auf der Schrägen (2 2) gehalten.

Von der Druckfeder (21) und den beiden Kugeln (19, 23) wird ein Kraftübertragungsglied (19, 23, 21) gebildet, welches mit der Wegsensorbahn (9) einen kombinierten Weg-Kraft-Sensor (9, 19, 23, 21) zum Erfassen einer Druckkraft und eines Weges bildet.

Von der Wegsensorbahn (9) des kombinierten Weg-Kraft- Sensors (9, 19, 23, 21) führen drei elektrische Leitun­ gen (13, 14, 15) zu Eingängen einer elektrischen Aus­ werte- und Regelschaltung (12). Die Ausgänge der elek­ trischen Auswerte- und Regelschaltung (12) sind über elektrische Leitungen (33, 34) mit Warnlampen (10, 11) und über eine elektrische Leitung (32) mit einer Regel­ ventileinrichtung (31) verbunden.

Weitere Eingänge der elektrischen Auswerte- und Regel­ schaltung (12) sind über elektrische Leitungen mit Sensoren weiterer Scheibenbremsen verbunden, die hier nicht dargestellt sind. Ebenso sind weitere Ausgänge der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) über hier nicht gezeigte elektrische Leitungen mit den weiteren Scheibenbremsen zugeordneten Regelventilein­ richtungen verbunden.

Die im vorstehenden beschriebene Einrichtung wird nachfolgend näher erläutert.

In der Abbildung ist die Scheibenbremse in ihrer ge­ lösten Stellung dargestellt. Wird über die Regelventil­ einrichtung (31) und- die Druckmittelleitung (8) Druck­ mittel in die im Bremssattel (29) angeordnete Druck­ mittelkammer (5) eingesteuert, so bewirkt der sich in der Druckmittelkammer (5) aufbauende Druck, daß der Bremskolben und somit auch der den Bremsbelag (26) tragende Bremsbelagträger (25) in Richtung auf die Bremsscheibe (24) zu bewegt und der Bremssattel (29) mit seinem inneren Schenkel (2) von der Bremsscheibe (24) wegbewegt wird, wobei der erste Schenkel (1) des Brems­ sattels (29) mit dem den Bremsbelag (27) tragenden Bremsbelagträger (28) in Richtung auf die dem zweiten Schenkel (2) des Bremssattels (29) abgewandte Seite der Bremsscheibe (24) zu bewegt wird.

Bei dieser Relativbewegung zwischen dem Bremssattel (29) und dem Bremskolben (3) in Längsrichtung der Drehachse der Bremsscheibe (24) und voneinander weg wird das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) parallel zur Längs­ achse des Bremskolbens (3) über die Oberfläche der Wegsensorbahn (9) geführt. Gleichzeitig findet eine Relativbewegung zwischen Bremssattel (29) und Brems­ träger (17) statt. Da die zweite Kugel (23) des Kraft­ übertragungsgliedes (19, 21, 23), in Bewegungsrichtung des Bremssattels (29) gesehen, über die ansteigende Schräge (22) des Bremsträgers (17) geführt wird, ver­ ringert sich der Abstand zwischen zwei auf der Längs­ achse des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23) ge­ legenen, einander gegenüberliegenden Punkten auf der Schrägen (22) und der Wegsensorbahn (9) (Berührungspunkt der ersten Kugel (19) auf der dieser zugewandten Ober­ fläche der Wegsensorbahn (9) und Berührungspunkt der zweiten Kugel (21) auf der Schrägen (22)). Durch die Verringerung des Abstandes zwischen diesen beiden Punkten werden die beiden Kugeln (19) und (23) des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23) gegen die Kraft der Druckfeder (21) aufeinander zu bewegt. Die von der Druckfeder (21) über die erste Kugel (19) auf die Wegsensorbahn (9) ausgeübte Kraft vergrößert sich so mit zunehmendem Differenzweg zwischen dem Bremssattel (29) und dem Bremsträger (17). Von der Wegsensorbahn (9) wird über die elektrischen Leitungen (13, 14, 15) ein dem Differenzweg zwischen dem Bremssattel (29) und dem Bremskolben (3) entsprechendes erstes Signal und ein der vom Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) auf die Weg­ sensorbahn (9) ausgeübten Kraft entsprechendes zweites Signal auf die elektrische Auswerte- und Regelschaltung (12) gegeben. Die elektrische Auswerte- und Regelschal­ tung (12) erkennt eine Relativbewegung zwischen dem Bremskolben (3) und dem Bremssattel (29) und über die sich ändernde Druckkraft eine Relativbewegung zwischen dem Bremssattel (29) und dem Bremsträger (17).

Sind in der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) bei Bremsbetätigung ein eine Relativbewegung zwischen dem Bremssattel (29) und dem Bremskolben (3) anzeigendes Signal und ein eine Relativbewegung zwischen Bremssattel (29) und Bremsträger (17) anzeigendes Signal vorhanden, so wird von der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) ein Signal auf die Regelventilein­ richtung (31) jedoch kein Signal auf die Signallampen (10) und (11) gegeben. Die beiden erwähnten Signale sind nur dann in der elektrischen Auswerte- und Regelschal­ tung (12) gleichzeitig vorhanden, wenn bei einer Betäti­ gung der Scheibenbremse eine Relativbewegung zwischen Bremssattel (29) und Bremskolben (3) sowie zwischen Bremssattel (29) und Bremsträger (17) stattfindet.

Klemmt der Bremssattel (29) dagegen in der am Brems­ träger (17) vorgesehenen Führung (16), so daß bei einer Betätigung der Scheibenbremse keine Relativbewegung zwischen Bremssattel (29) und Bremsträger (17) statt­ findet, so liegt in der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung nur ein eine Relativbewegung zwischen Bremssattel (29) und Bremskolben (3) anzeigendes Signal vor. Von der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) wird jetzt ein Signal auf die eine Fehlfunktion der Bremsscheibe anzeigende Warnlampe (11) gegeben. Die Warnlampe (11) zeigt dem Fahrer eines mit einer solchen Einrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs eine Fehlfunktion dieser Scheibenbremse an.

Sind die Bremsbeläge (26, 27) dieser Scheibenbremse soweit verschlissen, daß eine Erneuerung dieser Brems­ beläge erforderlich wird, so wird bei einer Betätigung dieser Scheibenbremse vom Weg-Kraft-Sensor (9, 19, 21, 23) ein Signal auf die Auswerte- und Regelschaltung (12) gegeben, dessen Größe einen vorgegebenen Schwellenwert, der einen vorbestimmten Differenzweg zwischen Brems­ sattel (29) und Bremskolben (3) darstellt, überschrei­ tet.

Wird von der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) erkannt, daß der Differenzweg zwischen dem Brems­ kolben (3) und dem Bremssattel (29) an einer einer ersten Achse des Fahrzeugs zugeordneten Scheibenbremse von dem Differenzweg zwischen Bremskolben und Brems­ sattel an einer einer zweiten Achse des Fahrzeugs zugeordneten Scheibenbremse abweicht, so wird von der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) ein Steuersignal auf die Regelventileinrichtung für die Scheibenbremse bzw. Scheibenbremsen gegeben, deren Bremsbeläge den geringeren Verschleiß aufweisen, das heißt, der Bremsdruck in den Bremszylindern der Scheibenbremsen der einen Achse, welche den geringeren Bremsbelagverschleiß aufweisen, wird gegenüber dem Bremsdruck in den Bremszylindern der Scheibenbremsen der anderen Achse, welche den größeren Bremsbelagverschleiß aufweisen, erhöht, um möglichst gleichmäßigen Verschleiß der Bremsbeläge an allen Scheibenbremsen des Fahrzeugs zu erzielen. Besondere Bedeutung hat ein solcher Achsen­ abgleich für die Bremsanlage eines Fahrzeugs, welches an der einen Achse Scheibenbremse und an der anderen Achse Trommelbremsen aufweist.

Von Bedeutung für die Erfindung ist es, daß mittels eines kombinierten Weg-Kraft-Sensors zwei einander zuordnungsfähige Wege von drei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen erkannt werden können. Dies ist durch die beschriebene Anordnung eines sowohl einen Weg als auch eine Kraft sensierenden kombinierten Weg-Kraft- Sensors möglich, da von der elektrischen Auswerte- und Regelschaltung zum einen ein erster Weg direkt und ein zweiter Weg über die sich ändernde Kraft erkannt wird.

Der Weg-Kraft-Sensor kann, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gezeigt und beschrieben, zwischen drei relativ zueinander und im wesentlichen parallel zu­ einander verschiebbaren Bauteilen angeordnet sein, er kann aber auch zwischen drei Bauteilen angeordnet werden, von denen zwei im wesentlichen parallel zu­ einander verschiebbar und ein Bauteil zu diesen beiden Bauteilen verschwenkbar angeordnet ist, wie in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 2 zeigt ein erstes Bauteil (37) und ein zweites Bauteil (45), die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und relativ zueinander verschiebbar sind. Ein drittes Bauteil (39) ist um eine Drehachse (38) ver­ schwenkbar so zu dem ersten Bauteil (37) und dem zweiten Bauteil (45) angeordnet, daß es auf das zweite Bauteil (45) zu bzw. von diesem weg bewegbar ist.

Das erste Bauteil (37) weist auf seiner dem zweiten Bauteil (45) zugewandten Seite eine in Richtung seiner Längsachse verlaufende Ausnehmung (35) auf, in welcher eine als Wegsensorbahn (36) dienende FPSR-Folie (Force Pressure Sensing Resistor) angeordnet ist. Die Tiefe der Ausnehmung (35) ist so bemessen, daß die dem Boden der Ausnehmung (35) abgewandte Oberfläche der FPSR-Folie mit der Oberfläche des ersten Bauteiles (37) abschließt.

Das zweite Bauteil (45) weist eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Durchgangsöffnung (42) auf. In der Durchgangsöffnung (42) des zweiten Bauteils (45) ist eine Druckfeder (43) angeordnet, die mit ihrem einen Ende eine in der Durchgangsöffnung (42) geführte erste Kugel (44) und mit ihrem anderen Ende eine ebenfalls in der Durchgangsöffnung (42) geführte zweite Kugel (41) beaufschlagt. Die erste Kugel (44) wird von der Druck­ feder (43), vorzugsweise unter Vorspannung der Druck­ feder (43), auf der Wegsensorbahn (36), und die zweite Kugel (41) wird von der Druckfeder (43), vorzugsweise unter Vorspannung der Druckfeder (43), auf einem am dritten Bauteil (39) angeordneten, und sich auf das zweite Bauteil (45) zu erstreckenden Vorsprung (40) gehalten.

Von der Druckfeder (43) und den beiden Kugeln (44) und (41) wird ein Kraftübertragungsglied (44, 43, 41) gebildet, welches mit der Wegsensorbahn (36) einen kombinierten Weg-Kraft-Sensor (44, 43, 41, 36) zum Erfassen einer Druckkraft und eines Weges bildet.

Bei einer Verschiebebewegung des zweiten Bauteils (45) relativ zum ersten Bauteil (37) wird die Kugel (44) des Kraftübertragungsgliedes (44, 43, 41) über die ihr zugewandte Oberfläche der Wegsensorbahn (36) geführt. Von einer nicht dargestellten elektrischen Auswerte- und Regelschaltung wird das vom Weg-Kraft-Sensor (44, 43, 41, 36) erzeugte elektrische Signal als ein Differenzweg zwischen dem ersten Bauteil (37) und dem zweiten Bauteil (45) erkannt. Bei einer Verschwenkbewegung des dritten Bauteiles (39) um die Drehachse (38) in Richtung auf das zweite Bauteil (45) zu oder in Richtung vom zweiten Bauteil (45) weg wird der Abstand zwischen den beiden Kugeln (44, 41) je nach Bewegungsrichtung des dritten Bauteiles (39) kleiner oder größer, wodurch die Feder weiter gespannt oder entspannt wird, so daß vom Kraft­ übertragungsglied (44, 43, 41) eine sich ändernde Kraft auf die Wegsensorbahn (36) ausgeübt wird.

Die auf die Wegsensorbahn (36) ausgeübte, sich ändernde Kraft wird von der elektrischen Auswerte- und Regel­ schaltung als ein Differenzweg zwischen dem dritten Bauteil (39) und dem zweiten Bauteil erkannt.

Der Drehpunkt für das dritte Bauteil (39) kann selbst­ verständlich auch am zweiten Bauteil (45) oder am ersten Bauteil (37) gelegen sein. Dabei müssen das erste Bauteil (37), das zweite Bauteil (45) und das dritte Bauteil (39) so ausgebildet sein, daß zwei einander gegenüberliegende Punkte an der Wegsensorbahn (36) und an der dem zweiten Bauteil (45) zugewandten Seite des dritten Bauteils (39) auf einem Kreisbogen, der durch das Kraftübertragungsglied (44, 43, 41) führt, gelegen sind.

Das Kraftübertragungsglied (44, 43, 41) kann, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, aus zwei als Kugeln ausge­ bildeten Wälzkörpern und einer zwischen den beiden Kugeln angeordneten Druckfeder bestehen, es kann sich aber auch aus einer Hülse und einem Stift zusammen­ setzen, die nach Art eines Teleskops relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind. Zwischen einem Teil der Hülse und dem Stift ist dann ebenfalls ein Federelement anzuordnen. Anstelle der Kugeln können selbstverständ­ lich auch andersartig ausgebildete Bauelemente, wie z. B. Rollen oder Stifte oder Gleitköpfe, verwendet werden. Es ist auch möglich, ausschließlich das Feder­ element als Kraftübertragungsglied zu benutzen und auf Wälzkörper oder Stifte zu verzichten. Das Kraftüber­ tragungsglied kann auch starr ausgebildet sein und mit einem Federelement zusammenwirken, welches zwischen der Wegsensorbahn und dem Kraftübertragungsglied oder zwischen dem Kraftübertragungsglied und der Hilfsein­ richtung oder dem dritten Bauteil angeordnet sein kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht an die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bauteile-Anordnungen gebunden. Sie kann bei allen Bauteile-Anordnungen verwendet werden, bei denen drei Bauteile relativ zueinander bewegbar sind, wobei die von den Bauteilen zurückgeleg­ ten Wege einander zuordnungsfähig sein müssen. Denkbar ist es z. B. auch, einen Weg-Kraft-Sensor zum Sensieren des Bremsbelagverschleißes und zur Funktionsüberwachung in einer Trommelbremse anzuordnen. Die Anordnung könnte beispielsweise ähnlich der Anordnung nach Fig. 2 sein.

Die Scheibenbremse kann selbstverständlich auch anstelle eines Bremskolbens ein z. B. über ein Gestänge anzu­ treibendes Betätigungsglied zur Betätigung wenigstens des einen Bremsbelagträgers aufweisen. In einem solchen Fall würde die Relativbewegung zwischen dem als Betäti­ gungsglied ausgebildeten ersten Bauteil und dem als Bremssattel ausgebildeten zweiten Bauteil erfaßt werden (Differenzweg zwischen Betätigungsglied und Brems­ sattel).

Von der an dem als Bremskolben (3) ausgebildeten ersten Bauteil angeordneten Wegsensorbahn (9) und dem an dem als Bremssattel (29) ausgebildeten zweiten Bauteil angeordneten Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) und der an dem als Bremsträger (17) ausgebildeten dritten Bauteil vorgesehenen als Schräge (22) ausgebildeten Hilfseinrichtung (39) wird die Einrichtung zum Erfassen der Bewegung von relativ zueinander bewegbaren Bauteilen gebildet. Anstelle der Schrägen (22) kann auch eine Steuerkurve, auf welcher das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) mit seinem einen Ende gleitend geführt ist, vorgesehen werden.

Es ist natürlich auch möglich, die Wegsensorbahn (9) an der Seite des als Bremsträger (17) ausgebildeten dritten Bauteiles anzuordnen, die dem als Bremssattel (29) ausgebildeten zweiten Bauteil zugewandt ist und die Schräge (22) bzw. die Steuerkurve an dem als Bremskolben (3) ausgebildeten ersten Bauteil vorzusehen.

Die Sensoreinrichtung gemäß Fig. 2 wird von der Wegsensor­ bahn (36), dem Kraftübertragungsglied (44, 43, 41) und dem dritten Bauteil (39) oder einem am dritten Bauteil (39) angeordneten Teil (40) gebildet, welches mit dem Kraftübertragungsglied (44, 43, 41) in Wirkverbindung steht.

Als Wegsensorbahn kann jedes beliebige Sensorelement verwendet werden, welches auf eine auf dieses ausgeübte Kraft reagiert und welches zusätzlich einen Weg anzeigen kann.

In den Ausführungsbeispielen ist ein aus der Veröffent­ lichung "Berühren Sie die Zukunft . . . durch Foliendruck­ sensoren" der Firma Interlink Electronics bekannter Weg-Kraft-Sensor verwendet worden, wobei der Einfachheit halber die FPSR-Folie als Wegsensorbahn und ein mit dieser zusammenwirkendes Bauteil als Kraftübertragungs­ glied bezeichnet worden ist. Das bedeutet, daß es sich bei dem als Wegsensorbahn bezeichneten Bauteil immer um ein Sensorelement handelt, welches zum einen ein der Position eines auf der Wegsensorbahn rollend oder gleitend geführten Bauteiles entsprechendes Signal und zum anderen ein der Größe der von diesem Bauteil auf die Wegsensorbahn ausgeübten Kraft entsprechendes Signal abgeben kann.

Bei den beschriebenen oder ähnlichen Einrichtungen müssen grundsätzlich die folgenden Bedingungen erfüllt werden:

Es muß ein kombinierter Weg-Kraft-Sensor mit zwei Ausgangssignalen verwendet werden, wobei das erste Ausgangssignal der Position eines auf einer Wegsensor­ bahn rollend oder gleitend geführten Kraftübertragungs­ gliedes entspricht und das zweite Ausgangssignal der Größe der von dem Kraftübertragungsglied auf die Weg­ sensorbahn ausgeübten Kraft entspricht. Der kombinierte Weg-Kraft-Sensor muß so angeordnet werden (zwischen dem ersten Bauteil und dem dritten Bauteil am zweiten Bauteil), daß die Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil (im wesentlichen par­ allele Verschiebebewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil) zum Erzeugen einer Relativ­ bewegung zwischen dem Kraftübertragungsglied und der Wegsensorbahn dient (Kraftübertragungsglied muß am zweiten Bauteil angeordnet werden - Bauteil zwischen dem ersten Bauteil und dem dritten Bauteil -). Des weiteren ist es erforderlich, daß das Kraftübertragungsglied nach Art eines Federelements ausgebildet ist, damit die Relativbewegung zwischen dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil (im wesentlichen parallel verlaufende Verschiebebewegung von dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil zueinander bzw. Verschwenkbewegung dieser beiden Bauteile in Richtung aufeinander zu bzw.

voneinander weg) in eine auf die Wegsensorbahn wirkende Kraft umgesetzt werden kann.

Es ist erforderlich, das Kraftübertragungsglied so am oder im zweiten Bauteil (z. B. in einer Durchgangs­ öffnung des zweiten Bauteils) anzuordnen und zu führen, daß die parallel zur Wegsensorbahn gerichtete Bewegungs­ komponente des zweiten Bauteiles (Verschiebebewegung des zweiten Bauteiles parallel zum ersten Bauteil) zum Antrieb des Kraftübertragungsgliedes dient. Umgekehrt wird das erste Bauteil (Kolben oder Betätigungsglied) parallel zum zweiten Bauteil bewegt, d. h. die Weg­ sensorbahn wird angetrieben.

Das Kraftübertragungsglied muß so zum ersten Bauteil angeordnet werden, daß es mit seinem einen Ende auf der Wegsensorbahn aufliegt und mit seinem anderen Ende entweder auf einer Schrägen oder einer Steuerkurve des dritten Bauteiles aufliegt oder sein anderes Ende vom dritten Bauteil oder von einem mit dem dritten Bauteil verbundenen Teil in Richtung auf die Wegsensorbahn zu beaufschlagt wird, wobei das dritte Bauteil direkt oder über die Schräge bzw. die Steuerkurve bzw. einen als Vorsprung ausgebildeten Teil des dritten Bauteiles so auf das andere Ende des Kraftübertragungsgliedes ein­ wirkt, daß die zu erfassende Relativbewegung zwischen dem zweiten Bauteil und dem dritten Bauteil (Verschiebe­ bewegung oder Verschwenkbewegung) zur Kraftbeaufschla­ gung des Kraftübertragungsgliedes dient.

Wie bereits erwähnt, kann die Wegsensorbahn am ersten Bauteil oder am dritten Bauteil und die Hilfseinrichtung am dritten Bauteil oder am ersten Bauteil angeordnet sein.

Claims (16)

1. Einrichtung zum Erfassen von Relativbewegungen zwischen einem ersten Bauteil (3, 37) und einem zweiten Bauteil (29, 45) einerseits und dem zweiten Bauteil (29, 45) und einem dritten Bauteil (17, 39) andererseits, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) zum Erfassen der beiden Relativbewegungen ist ein kombinierter Weg-Kraft-Sensor mit zwei Ausgangs­ signalen vorgesehen, wobei das erste Ausgangs­ signal der Position eines auf einer Wegsensorbahn (9, 36) rollend oder gleitend geführten Kraft­ übertragungsgliedes (19, 21, 23, 44, 43, 41) ent­ spricht und das zweite Ausgangssignal der Größe der von dem Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) auf die Wegsensorbahn (9, 36) ausge­ übten Kraft entspricht.
• b) der kombinierte Weg-Kraft-Sensor ist so angeord­ net, daß die Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil (3, 37) und dem zweiten Bauteil (29, 45) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) und der Wegsensorbahn (9, 36) dient;
• c) das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) ist nach Art eines Federelementes (21, 43) ausgebildet oder wirkt mit einem Federelement zusammen und dient zur Umsetzung der Relativ­ bewegung zwischen dem zweiten Bauteil (29, 45) und dem dritten Bauteil (17, 39) in eine auf die Wegsensorbahn (9, 36) wirkende Kraft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) ist so am oder im zweiten Bauteil (29, 45) angeordnet und geführt, daß die parallel zur Wegsensorbahn (9, 36) gerichtete Bewegungskompo­ nente des zweiten Bauteiles (29, 45) zum Antrieb des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23, 44, 43, 41) dient;
• b) das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) ist so zum ersten Bauteil (3, 37) angeordnet, daß es mit seinem einen Ende auf der Wegsensor­ bahn (9, 36) aufliegt;
• c) das dritte Bauteil (17, 39) wirkt direkt oder über eine Hilfseinrichtung (22, 40) so auf das andere Ende des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23, 44, 43, 41) ein, daß die zu erfassende Relativbewegung zwischen dem zweiten Bauteil (29, 45) und dem dritten Bauteil (17, 39) zur Kraft­ beaufschlagung des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23, 44, 43, 41) dient.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung als eine am dritten Bauteil (17) vorgesehene Schräge (22) oder eine am dritten Bauteil (17) vorgesehene Steuerkurve ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung als ein am dritten Bauteil (39) angeordnetes vorsprungartiges Teil (40) ausge­ bildet ist.

5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft­ übertragungsglied aus einem Federelement (21, 43) besteht.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft­ übertragungsglied aus einem ersten Wälzkörper (19, 44), einem zweiten Wälzkörper (23, 41) und einem zwischen den beiden Wälzkörpern (19, 44, 23, 41) angeordneten Federelement (21, 43) besteht, wobei die beiden Wälzkörper (19, 44, 23, 41) die einander abgewandten Enden des Kraftübertragungsgliedes (19, 21, 23, 44, 43, 41) bilden.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (37) und das zweite Bauteil (45) im wesent­ lichen parallel zueinander angeordnet und relativ zueinander verschiebbar sind und das dritte Bauteil (39) zu diesen beiden Bauteilen (37, 45) um eine Drehachse (38) auf diese Bauteile (37, 45) zu bzw. von diesen Bauteilen (37, 45) weg verschiebbar angeordnet ist.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (3), das zweite Bauteil (29) und das dritte Bauteil (17) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und relativ zueinander verschiebbar sind.

9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfs­ element (22, 40) am ersten Bauteil (3, 37) und die Wegsensorbahn (9, 36) am dritten Bauteil (17, 39) angeordnet ist und daß das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) am oder im zweiten Bauteil (29, 45) zwischen dem am ersten Bauteil (3, 37) vorgesehenen Hilfselement (22, 40) oder dem ersten Bauteil (3, 37) und der am dritten Bauteil (17, 39) vorgesehenen Wegsensorbahn (9, 36) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kombi­ nierte Weg-Kraft-Sensor (9, 36, 19, 21, 23, 44, 43, 41) aus einer FPSR-Folie (9, 36) und einem Kraft­ übertragungsglied (19, 21, 23, 44, 43, 41) besteht.

11. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Scheibenbremse mit einem Brems­ kolben (3), einem Bremssattel (29) und einem Brems­ träger (17), dadurch gekennzeichnet, daß der Brems­ kolben (3) das erste Bauteil, der Bremssattel (29) das zweite Bauteil und der Bremsträger (17) das dritte Bauteil bildet.

12. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Scheibenbremse mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist ein Bremsträger (17) mit einem Bremssattel (29) vorgesehen, welcher zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Schenkel (1, 2) aufweist, die einen Teil einer Bremsscheibe (24) übergreifen, derart, daß dieser Teil der Bremsscheibe (24) zwischen den Schenkeln (1, 2) des Bremssattels (29) gelegen ist;
• b) der Bremssattel (29) ist am Bremsträger (17) in Längsrichtung der Drehachse der Bremsscheibe (24) bewegbar angeordnet;
• c) es sind zwei Bremsbelagträger (25, 28) mit Brems­ belägen (26, 27) vorgesehen, die je einer der einander abgewandten Seiten der Bremsscheibe (24) gegenüber angeordnet sind;
• d) der eine Bremsbelagträger (25) ist von einem Betätigungsglied oder einem Bremskolben (3), der an dem einen Schenkel (2) des Bremssattels (29) angeordnet ist, gegen eine Rückstellkraft in Richtung auf die zugeordnete Seite der Brems­ scheibe (24) zu bewegbar;
• e) der andere Bremsbelagträger (28) stützt sich an dem anderen Schenkel (1) des Bremssattels (29) ab und ist von diesem gegen eine Rückstellkraft auf die ihm zugeordnete Seite der Bremsscheibe (24) zu bewegbar;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• f) die Wegsensorbahn (9) ist am Betätigungsglied oder am Bremskolben (3) oder an einem mit dem Betätigungsglied oder dem Bremskolben (3) ver­ bundenen Teil angeordnet;
• g) das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) ist an dem das Betätigungsglied oder den Bremskolben (3) auf nehmenden Schenkel (2) des Bremssattels (29) derart angeordnet, daß es mit seiner der Wegsen­ sorbahn (9) zugewandten Seite an der Wegsensor­ bahn (9) und mit seiner der Wegsensorbahn (9) abgewandten Seite an einer Schrägen und/oder an einer Steuerkurve anliegt, die an der dem Brems­ sattel (29) zugewandten Seite des Bremsträgers (17) vorgesehen ist;
• h) die Schräge (22) und/oder die Steuerkurve ist so zum Bremssattel (29) und zur Wegsensorbahn (9) angeordnet, daß sich bei einer Bewegung des Bremssattels (29) in Längsrichtung der Drehachse der Bremsscheibe (24) der Abstand zwischen zwei auf der Längsachse des zweiten Sensorelementes (19, 21, 23) gelegenen, einander gegenüberliegen­ den Punkten auf der Schrägen (22) bzw. der Steuerkurve und an der Wegsensorbahn (9) und somit eine vom Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) auf die Wegsensorbahn (9) ausgeübte Kraft verändert;
• i) das Kraftübertragungsglied (19, 21, 23) ist so zu der Wegsensorbahn (9) angeordnet, daß das Kraft­ übertragungsglied (19, 21, 23) bei einer Relativ­ bewegung zwischen dem Betätigungsglied oder dem Bremskolben (3) und dem Bremssattel (29) über die Wegsensorbahn (9) geführt wird.

13. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kombi­ nierte Weg-Kraft-Sensor (9, 19, 21, 23, 36, 44, 43, 41) Ausgänge aufweist, die mit Eingängen einer elektrischen Auswerte- und Regelschaltung (12) verbunden sind.

14. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kombi­ nierte Weg-Kraft-Sensor (9, 19, 21, 23, 36, 44, 43, 41) direkt oder über die elektrische Auswerte- und Regelschaltung (12) mit einer Regelventileinrichtung (31) zum Steuern des Druckes in der Druckmittel­ kammer (5) der Scheibenbremse und/oder mit wenig­ stens einer Signaleinrichtung verbunden ist.

15. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Scheibenbremse mit einem Betäti­ gungsglied, einem Bremssattel und einem Bremsträger, dadurch gekennzeichnet daß das Betätigungsglied das erste Bauteil, der Bremssattel das zweite Bauteil und der Datenträger das dritte Bauteil bildet.