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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen des
Belagverschleißes
von Reibmaterial in sogenannten Schwimmsätteln gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
5, und einen Schwimmsattel umfassend diese Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Wie
bekannt ist, sind Bremsbeläge
aus Reibmaterial dem Verschleiß ausgesetzt
und müssen
ersetzt werden, wenn ihre Dicke unter einen Minimalwert fällt, um
sicheres Bremsen zu gewährleisten.
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Da
diese Beläge
auf Stützschultern
getragen sind, die einen integralen Teil der Bremsbacke bilden, und
unter der Annahme, dass diese in einer Position angebracht ist,
die für
den Fahrer keinesfalls einfach selbst zu inspizieren ist, werden
Prüfungen
des Betriebszustandes der Beläge
nur gelegentlich von Fachpersonal vorgenommen, mit dem Risiko, dass die
Prüfung
erst dann vorgenommen wird, wenn die Dicke schon unter den Minimalwert
verschlissen ist, der im Rahmen der Sicherheit zulässig ist.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden,
sind im Stand der Technik schon Vorrichtungen zum Anzeigen des Verschleißzustandes
von Bremsbelägen
bekannt, aber solche Vorrichtungen geben dem Fahrer nur ein sichtbares
Signal, sobald der Verschleißzustand
mindestens eines Belags einen bestimmten vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
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US 5,087,907 beschreibt
eine Warnvorrichtung für
Reibbeläge
mit einer Mehrzahl von Warnpunkten, die unterschiedliche Dicken
der Reibbeläge anzeigen.
Die Vorrichtung umfasst ein Schaltergehäuse, das am Bremssattelgehäuse außen stationär positioniert
ist und das einen Ansatz aufnimmt, der stationär an einem Stift positioniert
ist, auf dem das Bremssattelgehäuse
geführt
ist. Das Schaltergehäuse
definiert innen eine Fläche,
an der Schalter positioniert sind, die auslösen, wenn sich der An satz bewegt.
Die Schalter lösen
aus, wenn der Ansatz eine bestimmte Distanz gewandert ist, die von
der Distanz der einzelnen Schalter von einem Bezugspunkt im Inneren
des Gehäuses
festgelegt ist. Sie offenbart auch die Verwendung eines Potentiometers
zum kontinuierlichen Anzeigen des Verschleißes der Beläge.
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Außerdem zeigen
bekannte Warnvorrichtungen den Nachteil, dass sie im Bereich des
Bremssattels viel Raum einnehmen, wo der verfügbare Raum begrenzt ist, und
dass sie es nicht ermöglichen,
dass die Beläge
ersetzt werden, ohne dass sie zuerst entfernt werden müssen.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist deshalb, eine Warnvorrichtung zur
Verfügung
zu stellen, die es ermöglicht,
dass die Veränderung
der Dicke mindestens eines aer des Fahrzeugs, an dem die Bremse
angebracht ist, ein Signal gegeben wird, das ihn den tatsächlichen
Verschleißzustand
des Belags wissen lässt
und auch ermöglicht,
dass die zulässige verbleibende
Fahrstrecke berechnet und daher unmittelbar angezeigt werden kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Warnvorrichtung
vorzustellen, die kompakt ist und die es ermöglicht, dass die Beläge ersetzt werden,
ohne dass sie zuerst entfernt werden muss.
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Diese
Ziele werden durch die Belagverschleißanzeigevorrichtung erreicht,
die durch die unten angegebenen Ansprüche gekennzeichnet ist.
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Die
Erfindung- wird nun ausführlicher
mit Bezug zu einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei
diese Beschreibung nur als nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird
und in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
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1 eine
Explosionsperspektivansicht der Anordnung von Bremse und Sattelkörper einer Schwimmsattel-Scheibenbremse
zeigt, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht;
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2 eine
Draufsicht im Teilquerschnitt eines bekannten Typs von Schwimmsattel-Scheibenbremse
zeigt, ohne die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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3 einen
schematischen Querschnitt durch eine Hälfte einer Bremse zeigt, wie
der von 2, die so modifiziert ist, dass
sie die Belagverschleißanzeigevorrichtung
gemäß der Erfindung
enthält,
wobei diese Vorrichtung in der Position gezeigt ist, die sie einnimmt,
wenn die Beläge
noch nicht verschlissen sind;
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4 den
selben Querschnitt wie in 3 zeigt,
aber mit der Warnvorrichtung in der Position, die sie einnimmt,
wenn die Beläge
teilweise verschlissen sind;
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5 den
selben Querschnitt wie in den 3 und 4 zeigt,
aber mit der Warnvorrichtung in der Position, die sie einnimmt,
wenn die Beläge
ihren maximal zulässigen
Verschleiß erreicht
haben.
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Mit
Bezug zu den obigen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 die
Bremsbacke insgesamt, die in ihrer bekannten Version aus zwei Jochen 2 und 3 besteht,
deren jedes wie ein nach oben gedrehtes U geformt ist und in sener
eigenen Ebene in einem gewissen Abstand voneinander liegen. Jedes
Joch weist ein Querstück 2a und 3a und
Beine 2b, 2c bzw. 3b, 3c auf.
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Die
Joche 2 und 3 sind durch stabartige Glieder 4 und 5 miteinander
verbunden, die einteilig mit den Beinpaaren 2b, 3b und 2c, 3c ausgebildet
sind.
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Die
Beine 2c und 3c besitzen jeweils eine Bohrung 6 bzw. 7,
die über
Schraubenmittel (nicht dargestellt) ermöglichen, dass die Bremse auf
herkömmliche
Weise am Radachsschenkel befestigt werden kann.
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Ein
in den Beinen 2c und 3c ausgebildetes weiteres
Paar Gewindebohrungen 8 und 9 sind so konstruiert,
dass sie die Gewindeenden 10a entsprechender Schrauben 10 aufnehmen,
deren Schäfte längs durch
ein zugeordnetes rohrförmiges
Element 11 verlaufen. Der Kopf 10b der Schraube 10 greift
am Ende 11a des rohrförmigen
Elements 11 ein, wobei eine als Führungsstift bezeichnete Einheit
ausgebildet wird, die an der Bremse 1 starr befestigt ist.
Jeder Führungsstift
ist in einem entsprechenden Loch 12 aufgenommen, das im
Sattelkörper
ausgebildet ist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet
ist und aus einem rechteckigen Rahmen mit gegenüberliegenden Seiten 14, 15 und 16, 17 ausgebildet
ist.
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Der
Sattelkörper 13 ist
an der Bremse 1 angebracht und ist mittels des Paars Führungsstifte 11 damit
verbunden, die verschiebbar in den Löchern 12 aufgenommen
sind.
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Wie
speziell aus 2 ersichtlich ist, überspannt
die Bremse 1 die Scheibe 18, die senkrecht zur
Längsachse
der Führungsstifte 11 und
ihrer entsprechenden Löcher 12 ist.
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Die
selbe Bremse 1 trägt
das Paar gegenüberliegender
Beläge 19 und 20 auf
herkömmliche Weise.
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Ein
Ende einer Blattfeder 21 ist mit einem in Ansätzen 23 eingreifenden
Stift 22 verankert, während
ihr anderes Ende unter dem Querstück 3a des Jochs 3 eingesetzt
ist.
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An
einem Zwischenpunkt entlang ihrer axialen Ausdehnung weist die Feder 21 zwei
gebogene Flügel 24 und 25 auf,
die elastisch auf die Beläge 19 bzw. 20 wirken.
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Der
Belag 19 wird deshalb elastisch gegen das Ende des hydraulischen
Kolbens 26 gedrückt, der
im Zylinder 27 wirkt, der im Sattelkörper 13 in der Seite 17 ausgebildet
ist.
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Der
gegenüberliegende
Belag 20 wird indessen gegen die Wand 28 der Seite 16 des
Sattelkörpers 13 gepresst.
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Im
Rahmenwerk einer Struktur wie der bisher beschriebenen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eines der rohrförmigen
Elemente 11 und seine Schraube 10, wie in 3 gezeigt,
durch einen zylindrischen Körper 29 ersetzt,
der mit einem Gewindezapfen 30 ausgerüstet ist, der in die Gewindebohrung 9 im
Bein 3c der Bremse 1 eingreift.
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Der
zylindrische Körper 29,
der in einem der Durchtritte 12 im Sattelkörper 13 aufgenommen
ist, erfüllt
zusammen mit seinem Gewindezapfen 30 in Bezug auf den Sattelkörper 13 die
selbe Funktion wie ein Führungsstift 11.
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Er
weist auch einen axialen Hohlraum 31 auf, der am Boden 32 geschlossen
ist und am gegenüberliegenden
Ende 33 offen ist, das aus dem Loch 12 hervorsteht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung nimmt der axiale Hohlraum 31 einen linearen elektrischen Stellungsgeber
auf, der an sich bekannt ist, der ein erstes stabartiges Element 34 und
ein zweites stabartiges Element 35 aufweist, dessen bewegliches freies
Ende 35a durch eine schematisch mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnete
Feder konstant gegen den Boden 32 gepresst wird.
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Das
Ende 37 des ersten stabartigen Elements 34 des
Gebers ist indessen starr, aber lösbar am Sattelkörper 13 befestigt,
zum Beispiel mittels einer elastischen Kappe 38.
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Diese
Kappe kann durch andere äquivalente Mittel
ersetzt sein, zum Beispiel Schraubenmittel.
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Das
vom Geber erhaltene elektrische Signal wird von einem Kabel 39 aufgenommen
und zu einem Computer übertragen
(nicht gezeigt).
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Ein
flexibler Faltenbalg 40 umgibt diesen Teil des zylindrischen
Körpers 29,
der aus dem Loch 12 hervorsteht, um ihn vor Staub und Schmutz
zu schützen.
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Wie
bekannt ist wird durch Betätigen
des Bremshebels im hydraulischen System Druck erzeugt, der am Zylinder 27 endet,
der über
den Kolben 26, den Belag 19 gegen die Seite der
Scheibe 18 presst. Als Folge der Reaktionskraft, die über den Sattelkörper 13 übertragen
wird, wird der Belag 20 – auf den die Wand 28 der
Seite 16 des Sattelkörpers wirkt – gleichzeitig
gegen die Scheibe gepresst, wodurch die Bremswirkung erzeugt wird.
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Wenn
der Bremshebel losgelassen wird, kehren die Beläge 19 und 20 in
ihre Ruhepositionen nahe der Scheibe 18 zurück.
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Wenn
das Reibungsmaterial auf den Belägen 19 und 20 allmählich abgetragen
wird, stellen sich diese automatisch ein, wobei sie der Scheibe 18 näher und
näher kommen,
was folglich eine entsprechende Verschiebung des Sattelkörpers 13 in
Bezug auf den Führungsstift 11 bewirkt.
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Um
den Verschleißzustand
der Beläge 19 und 20 zu
messen, beinhaltet die von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene
Lösung
das Erzeugen eines elektrischen Signals, das zum Ausmaß der Verschiebung
des Sattelkörpers 13 in
Bezug auf den Zylinder 29, der mit der Bremse 1 in tegral
ist, direkt proportional ist, wenn die Dicke des Belags 20 allmählich abnimmt
und wenn dieser deshalb der Scheibe 18 näher und
näher kommt.
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Diese
Verschiebung wird durch das freie Ende 35a des zweiten
stabartigen Elements 35 des Stellungsgebers gemessen, das
mit dem Boden 32 des zylindrischen Elements 29 in
konstantem Kontakt steht, das mit der Bremse 1 verbunden
ist.
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Das
erzeugte elektrische Signal wird über das Kabel 39 aufgenommen.
Es ermöglicht,
dass der Verschleißzustand
des Belags 20 bestimmt und seine verbleibende Nutzungsdauer
berechnet wird, was schließlich
die Fahrstrecke ergibt, die das Fahrzeug mit der verbleibenden Belagdicke
noch zurücklegen kann.
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Die
Erfindung kann zahlreiche Variationen erfahren, darunter einen Stellungsgeber
in Form eines Potentiometers.
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Die 3, 4 und 5 zeigen
die Positionen, die von der Vorrichtung nacheinander eingenommen
werden, wenn der Belag 20 abgetragen wird.
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Wie
aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, ist die Warnvorrichtung
gemäß der Erfindung
in den Gesamtabmessungen des Sattelkörpers 13 enthalten,
wobei praktisch nur das Kabel 39 sich außerhalb
davon erstreckt.
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Deshalb
wird das Ersetzen der Beläge 19 und 20 nicht
behindert, wenn diese abgenutzt sind.
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Außerdem gibt
die Positionierung des Stellungsgebers innerhalb des Lochs 12 der
Vorrichtung einen maximalen Schutz.