DE4242084A1

DE4242084A1 - Anordnung zum Erkennen des Verschleißes des Belags einer Reibungsbremse

Info

Publication number: DE4242084A1
Application number: DE19924242084
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Stumpe; Erich Dipl Ing Dr Zabler; Martin Dipl Ing Blanc; Klaus Dipl Phys Heizmann; Juergen Dipl Ing Wrede; Guenter Dipl Ing Klein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-16

Description

Stand der Technik

Anordnungen zur Überwachung des Verschleißes des Belags von Rei bungsbremsen sind z. B. aus der DE 41 39 546 A1 bekannt. Dort besteht der Sensor aus mehreren parallel liegenden stromdurchflos senen Widerständen, die zeitlich nacheinander durch Verschleiß unwirksam werden. Diese Widerstandsänderung wird durch eine Aus werteelektronik überwacht und es wird eine Anzeige und/oder ein Schaltsignal erzeugt wenn eine entsprechende Abnutzung erreicht ist.

Zusätzlich wird ein Widerstandsmaterial gewählt, daß von der Temperatur abhängig ist. Die Auswerteelektronik kann dadurch zusätzlich Rückschlüsse auf die Bremsentemperatur ziehen.

Vorteile der Erfindung

Auch bei der Erfindung sind nur zwei Anschlüsse für die Überwachung notwendig. Die Änderung erfolgt kontinuierlich. Die Bremsbelagstärke wird erfindungsgemäß kontinuierlich gemessen. Der Sensor trägt an seiner geschlossenen Jochseite eine möglichst flache Spule mit zwei elektrischen Anschlüssen. Der magnetische Kern kann entweder bündig in den Belag eingelassen sein oder etwas versenkt, wenn eine Überwachung erst nach einem gewissen Abnützungsgrad durchgeführt werden soll. Der Kern kann aus normalem, massivem oder geblechtem Eisen sein. Für den Fall, daß dieses Material den Reibprozeß zwischen Belag und Bremsscheibe zu sehr stört, können auch andere ferromagnetische Materialien wie sinterkeramischer Ferrit oder kunststoffgebundener Ferrit verwendet werden.

Die Schenkel des E-Kerns bzw. die Wände des Topfkerns werden zusammen mit dem Bremsbelag abgeschliffen, so daß sich kontinuier lich die Induktivität der Spule ändert, d. h. verkleinert. Der Induktivitätswert läßt sich leicht z. B. mittels einer Oszillator schaltung frequenzanalog auswerten, indem man die Spule zum frequenzbestimmenden Glied dieses Oszillators macht (z. B. LR-Relaxationsoszillator oder harmonischer LC-Oszillator). Daneben sind auch zahlreiche andere Schaltungen bekannt, welche eine variable Induktivität elektronisch auszuwerten erlauben. Die an der geschlossenen Seite des Kerns liegende Spule, deren Wicklung z. B. aus Cu-Draht aufgebaut ist, kann gleichzeitig auch als Temperatur fühler benutzt werden, denn Cu besitzt einen beträchtlichen Wider stands-Temperaturkoeffizienten von ca. 4,3 · 10^-3/K. Die Aus wertung kann hier ebenfalls frequenzanalog oder aber auch gleich strommäßig z. B. in einer Wheatstonebrücke erfolgen. Für extrem hohe Temperaturen können natürlich auch andere Drahtmaterialien wie beispielsweise Pt, Ni, W, Mo, Ti usw. verwendet werden. Bei der Wahl des ferromagnetischen Kernmaterials ist zu beachten, daß die zu erwartende Betriebstemperatur unterhalb des für den Werkstoff gültigen Curie-Punktes (bei Fe ca. 800°C, bei Ferrit ca. 500°C) liegt.

Während das Joch des magnetischen Kernes bzw. auch die Spule in der oben beschriebenen Anordnung im Verschleißbereich des Bremsbelags liegt, kann sie auch so angebracht werden, daß Joch und Spule aus der nicht aktiven Seite des Bremsbelags heraus ragen und so gänzlich vor Zerstörung gesichert bleiben.

Man kann weiterhin den elektrisch leitfähigen Spulenkern auch noch z. B. zusammen mit einem Anschluß der Wicklung kontaktieren und so auch ein Berühren des Kerns mit der leitfähigen Bremstrommel oder Bremsscheibe als elektrische Kontaktgabe sehr genau erfassen.

Figurenbeschreibung

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Teil eines Bremsbelages bezeichnet, in den ein E-Kern 2 mit Spule 3 eingebettet ist; 4 ist die Bremsscheibe. Die beiden Spulenenden sind herausgeführt (Leitungen 8a und 8b) und mit einer Auswerteelektronik 5 verbunden. Das eine Spulenende ist bei 6 noch zusätzlich mit dem Kern verbunden. Eine weitere Ver bindung 7 führt zur Bremsscheibe 4.

Die Auswerteschaltung 5 kann über die Leitungen 8a und 8b erkennen, wenn sich durch Abrieb die Induktivität ändert. Gleichzeitig kann sie erkennen, ob sich der Widerstand der Spule ändert und damit auf die Bremsentemperatur schließen. Über die Leitungen 7 und 8a läßt sich erkennen, wenn der Kern 2 mit der Bremsscheibe 4 in Berührung kommt.

Fig. 2 zeigt den Belag 1 der Fig. 1, wenn er bis zur Linie 9 abgenutzt ist und ein Austausch erfolgen muß. Fig. 2 steht auch für den Fall, daß der Kern 2 von Anfang an mit abgenutzt werden soll.

Fig. 3 zeigt einen Belag, bei dem ein Topfkern 2′ samt Spule 3′ im nicht aktiven Teil des Belags befestigt ist und teilweise aus dem Belag 1′ herausragt. Hier wird die Induktivitätsänderung allein durch die Änderung der Belagdicke bewirkt.

Claims

1. Anordnung zum Erkennen des Verschleißes des Belags einer Reibungsbremse, mit einem Sensor, der mit fortschreitendem Belag verschleiß seinen Meßwert ändert, wobei diese Änderung durch eine Auswerteelektronik überwacht wird, die eine Anzeige bewirkt und/oder ein Schaltsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Spule mit weichmagnetischem E- oder Topfkern ist, und daß die Änderung der Induktivität der Spule durch die Auswerteelektronik überwacht wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenmaterial in seinem Widerstandswert von der Temperatur abhängig ist und daß zusätzlich zur Temperaturbestimmung der Widerstand der Spule durch die Auswerteelektronik überwacht wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern im Belag derart eingebettet ist, daß nach einem teilweisen Verschleiß die Schenkel und/oder Wände des E- bzw. Topfkerns mit verschlissen werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern mit einem der Spulenanschlüsse verbunden ist und ein weiterer Anschluß mit der Bremstrommel oder Bremsscheibe hergestellt ist und daß die Berührung der beiden Teile von der Auswerte elektronik überwacht wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern im Belag derart eingebettet ist, daß die Schenkel und/oder Wände des E- bzw. Topfkerns von Anfang an mitverschlissen werden.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern außerhalb des aktiven Teil des Belags untergebracht ist.