EP3924634A1 - Scheibenbremse mit einer verschleisssensoreinrichtung, verfahren zum bestimmen eines verschleisses von bremsbelägen und bremsscheibe einer scheibenbremse, und verfahren zum überwachen einer bremsbetätigung und einer rückstellung einer scheibenbremse - Google Patents

Scheibenbremse mit einer verschleisssensoreinrichtung, verfahren zum bestimmen eines verschleisses von bremsbelägen und bremsscheibe einer scheibenbremse, und verfahren zum überwachen einer bremsbetätigung und einer rückstellung einer scheibenbremse

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Publication number
EP3924634A1
EP3924634A1 EP20702115.5A EP20702115A EP3924634A1 EP 3924634 A1 EP3924634 A1 EP 3924634A1 EP 20702115 A EP20702115 A EP 20702115A EP 3924634 A1 EP3924634 A1 EP 3924634A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
disc
wear
linings
sensor device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20702115.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef ATZINGER
Erwin Pletz
Andreas Petschke
Florian Plettl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of EP3924634A1 publication Critical patent/EP3924634A1/de
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    • F16D66/027—Sensors therefor

Definitions

  • the invention relates to a disc brake with a wear sensor device according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for determining wear of brake linings and brake disc and a method for monitoring brake actuation and resetting of a disc brake.
  • Disc brakes are now standard equipment in heavy commercial vehicles. Such disc brakes can be provided with so-called jerk adjusting devices.
  • Such disc brakes are usually compressed air operated and equipped with automatically acting, mechanical wear adjustment devices. These wear adjustment devices work very reliably and reduce a clearance that has become too large. They are known in different designs, e.g. mechanical adjuster with automatic adjustment of a friction point. With each brake application the adjusting device, e.g. activated by a feed element of an application device of the disc brake. If the brake linings and the brake disc wear, the linings are automatically readjusted using the wear adjustment device, e.g. through an adjustment movement of variable-position threaded spindles.
  • DE 10 2016 104 970 A1 describes a disc brake for a utility vehicle, with a brake caliper that overlaps a brake disc and is designed as a sliding caliper, is attached to a stationary brake carrier and has a central opening above the brake disc.
  • the brake disc comprises two brake linings arranged in the brake caliper, movable in opposite directions, each having a lining carrier plate and a friction lining fastened thereon, one of which is on the action side by means of an application device via at least one NEN brake plunger can be pressed against the brake disc, as well as at least one restoring device with which the brake caliper can be returned after a braking-related shifting and releasing of the brake, the restoring device being a spreading device that acts on the opposing brake linings and acts in the same way against the respective application direction Has lining carrier plate engaging resilient expansion elements.
  • the spreading device is arranged in the central opening, with the spreading elements acting directly or indirectly outside the friction linings on one side in the middle area or on at least two contact areas of the brake linings arranged at a distance from one another, the contact areas each having a contact surface and a contact surface on which the spreading elements are movably arranged.
  • DE 40 41 318 A1 describes a lining wear indicator for disc brakes of commercial vehicles that can be actuated by pressure medium, preferably pneumatically.
  • An actuator e.g. used in the form of an adjustment spindle in order to convert rotational movements of the adjustment spindle triggered during wear adjustment by means of a rotary encoder arrangement into signals which show the wear of the brake linings of the disc brake by means of evaluation electronics and based on the geometric dependency of the axial travel on the pitch and angle of rotation of the adjustment spindle.
  • the invention is based on the further object of a method for determining wear of brake linings and brake discs and a
  • a disc brake according to the invention for a commercial vehicle comprises a brake caliper that engages over a brake disc, two brake linings arranged in the brake caliper, and at least one restoring device with which the brake linings can be returned and the brake caliper can be centered after a brake-related shifting and releasing of the disc brake, a wear adjustment device for Adjustment of wear of the brake pads and the brake disc and a wear sensor device.
  • the reset device has the wear sensor device.
  • a method for determining the wear of brake linings and brake discs of a disc brake for a commercial vehicle the disc brake having a brake caliper that overlaps a brake disc, two brake linings arranged in the brake caliper, and at least one restoring device with which the brake linings are displaced and released after braking
  • Disc brake are retractable and the brake caliper can be centered
  • has a wear adjustment device for adjusting wear of brake pads and brake disc and the wear sensor device described above, is carried out in such a way that the wear sensor device uses a distance between sleeve elements of the reset device that changes depending on the wear of brake pads and brake disc of a sensor element, wherein the sensor element converts the distance thus detected into an electrical value and / or into an electrical signal, wherein the electrical value representing the wear and / or the electrical signal are evaluated in an evaluation unit in such a way that the evaluation unit calculates and outputs the associated total wear.
  • a method for monitoring a brake actuation and resetting of a resetting device of a disc brake for a commercial vehicle the disc brake having a brake caliper that engages over a brake disc, two brake linings arranged in the brake caliper, and at least one resetting device with which the brake linings are displaced and released after braking the disc brake are retractable and the brake caliper can be centered, has a wear adjustment device for adjusting the wear of the brake linings and the brake disc and the above-mentioned wear sensor device, is carried out in such a way that the wear sensor device has a distance between, which changes depending on a brake actuation and / or a reset of a reset device Sleeve elements of the resetting device detected by means of a sensor element, the sensor element converting the distance thus detected into an electrical value or r / and converts it into an electrical signal, the
  • a method for determining the wear of brake linings and brake discs of a disc brake for a commercial vehicle the disc brake having a brake caliper that overlaps a brake disc, two brake linings arranged in the brake caliper, and at least one restoring device with which the brake linings are displaced and released after braking
  • Disc brake are retractable and the brake caliper can be centered, has a wear adjustment device for adjusting wear of brake pads and brake disc and the above-described wear sensor device, is carried out in such a way that the wear sensor device has a distance between sleeve elements of the reset device that changes depending on the wear of brake pads and brake disc detected by means of an optical display, the distance representing the wear being displayed on the basis of line marks, arrow marks and / or scales.
  • This is an advantageously simple method of measuring wear.
  • Such a method can also be carried out in addition to the methods given above. If the evaluation unit issues a warning signal during evaluation when a previously defined wear limit value is exceeded, a simple
  • a preferred embodiment of a disc brake wherein the brake caliper is designed as a sliding caliper and is slidably attached to the stationary brake carrier, the brake linings each having a lining carrier plate and a friction lining fastened thereon, a brake lining on the action or application side being able to be pressed against the brake disc by means of an application device, the restoring device having a retaining bracket and pairs of spring arms attached to the retaining bracket, the retaining bracket being attached to the brake carrier, the two pairs of spring arms attacking the respective pad carrier plate of the opposing brake pads against the respective application direction, and the two Pairs of spring arms are attached displaceably guided by means of sleeve elements on a straight central section of the retaining bracket, provides that the wear sensor device is a distance between the displaceable sleeve elements in the longitudinal direction de s captured straight middle section of the retaining bracket.
  • the distance between the displaceable sleeve elements can be used as a measure of the wear on the brake linings and the brake disc. In this way, an advantageously simple wear sensor device can be used.
  • the wear sensor device has at least one sensor element which converts the detected distance into an electrical value and / or into an electrical signal.
  • the wear sensor device has at least one sensor element which converts the detected distance into an electrical value and / or into an electrical signal.
  • Commercially available, cost-effective components of high quality are suitable for this.
  • the at least one sensor element can be a switch / button contact that can be used as a functional component in different designs.
  • Simple wire contacts can also be used advantageously.
  • the at least one sensor element can also be a variable electrical resistor. This is advantageous as the value always set in each case can be retrieved again and does not require any energy to supply a data memory.
  • the changeable electrical resistance can be a slide potentiometer or a membrane potentiometer.
  • the membrane potentiometer also offers the advantage of a sealed component.
  • the at least one sensor element can be an inductive or capacitive sensor. Functional groups customary on the market can advantageously be used here. It is also possible in a further embodiment that the switch contact can serve to detect a wear limit value in addition to the other sensor elements.
  • the wear sensor device is connected to an evaluation unit, the evaluation unit being designed to evaluate the electrical value and / or the electrical signal of the at least one sensor element as a wear value. It is thus advantageously possible to evaluate the distance between the sleeve elements for a measure of wear.
  • the wear sensor device has a housing and is attached to the retaining bracket. This results in a compact structure and requires little installation space.
  • the wear sensor device can be attached with a holder in the middle of the central section of the holding bracket, which is advantageously possible in a simple manner.
  • the wear sensor device has two housing parts which engage in one another telescopically, are displaceable relative to one another and at the same time are arranged displaceably on the middle section of the retaining bracket between the sleeve elements.
  • the wear sensor device can have an optical display which shows the distance between the displaceable sleeve elements in the longitudinal direction of the straight central section of the retaining bracket. This is advantageously simple to produce and with the least amount of additional effort.
  • the optical display can have at least one marking in the form of line marks, which are attached to the central section of the retaining bracket and correspond to a wear value of the brake linings and the brake disc.
  • a wear limit value can, for example, be shown in color or by a special line mark, for example twice.
  • the line marks can be scratched or etched in, for example.
  • the optical display can also have a ring with or without a magnifying glass in order to simplify reading.
  • the optical display has at least one arrow mark and a scale, a value displayed on the scale or a mark arranged on the scale corresponding to a wear value of the brake linings and the brake disc. In this way, reading accuracy can be increased.
  • the wear sensor device in connection with the reset device results in a cost saving in comparison with a conventional wear potentiometer.
  • monitoring of the resetting device and also of the clearance or an actuation stroke is made possible in a simple manner.
  • an advantageous retrofitting of the wear sensor device is possible either separately for attachment to an existing reset device or together with a reset device.
  • Show it: 1 shows a schematic, perspective partial view of an exemplary embodiment of a disc brake according to the invention with a reset device and a wear sensor device;
  • Fig. 2 is a schematic plan view of the disc brake according to
  • FIG. 3 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device
  • FIG. 4 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device with the wear sensor device
  • FIG. 5 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device with a variant of the wear sensor device according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows an exemplary schematic partial sectional illustration of FIG
  • FIG. 7 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the reset device with a further variant of the wear sensor device according to FIG. 4.
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective partial view of an exemplary embodiment of a disk brake 1 according to the invention with a restoring device 10 and a wear sensor device 16.
  • Coordinates x, y, z are used to facilitate orientation.
  • the x-coordinate runs in the direction of travel of a vehicle, not shown, to which the disc brake 1 is assigned.
  • the y-coordinate lies parallel to a brake disc's axis of rotation, and the z-coordinate indicates a height.
  • the disc brake 1 comprises a brake carrier 2, a brake caliper 3, two brake linings 4, 4 ′, a brake disc 8, a restoring device 10 and a wear sensor device 16.
  • the disk brake 1 is fixedly attached via the brake carrier 2 to a vehicle to which the disk brake 1 is assigned, for example to an axle flange (not shown).
  • the caliper 3 engages over the brake disc 8 and is based on the
  • Brake disk 8 axially in the direction of the brake disk axis of rotation, which is not shown but is easy to imagine and runs in the y-direction, attached to the brake carrier 2 so as to be displaceable.
  • the brake caliper 3 is mounted on guide bars (not shown) which are connected to the brake carrier 2 which is held in place on the vehicle.
  • the brake caliper 3 comprises an application section 3a, a caliper back 3b and two tension struts 3c.
  • the back of the saddle 3b is connected to the application section 3a at one end each with a tension strut 3c.
  • the application section 3a has an interior space in which an application device (not shown) of the disc brake 1 is arranged.
  • This application device here has two application pistons 18, 19.
  • Reference symbols with an apostrophe indicate components which are arranged on one side of the brake disk which faces the back of the caliper 3b.
  • the brake pad 4, which points to the application section 3a, is referred to as the application-side brake pad 4, and the other brake pad 4 ', which is arranged on the satellite back 3b, is called the rear or reaction-side brake pad 4'.
  • each brake lining 4, 4 ' has a lining carrier plate 5, 5' and a friction lining 6, 6 '.
  • the friction lining 6, 6 ' is attached to the side of the lining plate 5, 5' facing the brake disc and is pressed against the brake disc 8 when the brakes are applied.
  • a pad retainer 9 is arranged above the brake pads 4, 4 in the y-direction between the clamping section 3a and the back of the satellite 3b.
  • the pad retainer presses with sections of its underside on pad retainer springs 7, 7 'of the brake linings 4, 4', whereby these are held in their lining shafts.
  • the resetting device 10 comprises a retaining clip 11 with two legs 11a and 11b and two pairs of spring arms 12, 12 'attached to the retaining clip 11; 13, 13 ', which are also referred to as pressure arms.
  • the retaining bracket 11 is designed with a straight central section 11c spanning the brake disk 8 and angled retaining arms 11a and 11b adjoining it on both sides in the form of a “C”. At the free ends of the two holding arms 11a, 11b there is a respective one for the brake carrier horns 2a,
  • the respective end sections of the holding arms 11a, 11b are fastened in the stationary brake carrier horns 2a, 2b of the brake carrier 2 facing the application section 3a of the brake caliper 3 in a respective receptacle 2c. These fastening points are designed to be stationary on the stationary brake carrier 2.
  • Each end of a spring arm 12, 12 '; 13, 13 ’of a pair stands with one recording each 5a, 5’a; 5b, 5'b in a respective end section 12a, 12'a; 13a,
  • the application pistons 18, 19 are pressed against the lining carrier plate 5 of the brake lining 4 on the application side.
  • the brake caliper 3, based on the brake disc 8 is now shifted against the application direction of the application-side brake pad 4, with the opposite, rear-side brake pad 4 'being carried along and pressed onto the other side of the brake disc 8.
  • the spring arms 12, 13, which are in engagement with the lining carrier plate 5 of the application-side brake lining 4, are moved in the negative y-direction towards the retaining bracket 11 during an application process.
  • the spring arms 12 ’, 13’, which are in engagement with the lining carrier plate 5 ’of the rear brake lining 4’ are moved in the positive y-direction towards the retaining bracket 11.
  • the two sleeve elements 14 and 15, which are slidably guided on the straight middle section 11c of the retaining bracket 11, move so that a distance 17 in the x direction, i.e. in the longitudinal direction of the straight central section 11c of the retaining bracket 11, between these sleeve elements 14 and 15 is changed as a function of a brake actuation. That is to say, the distance 17 is reduced during an application process and increased during a release process of the disc brake 1.
  • the two opposing brake pads 4, 4 ' are moved so far away from the brake disc 8 by means of the resetting device 10 by means of the resilient, tensioned spring arms 12, 12'; 13, 13 'solved so that the brake disc 8 runs freely in relation to the brake pads 4, 4'.
  • the brake pads 4, 4 'actively reset by the brake disc 8 but the brake caliper 3 is also centered again, i.e. that an x-z plane of the brake disc 8 is aligned with an imaginary center line of an opening running in the x direction.
  • the resetting device 10 thus has the two main functions of resetting the brake linings 4, 4 ′ and centering the brake caliper 3.
  • the reset device 10 engages here in the upper area of the lining carrier plates 5, 5 'of the opposing brake linings 4, 4' with the spring arms 12, 12 '; 13, 13 'have the same effect against the application direction, which runs in the y direction. In this way, the brake pads 4, 4 'are acted upon in their upper areas with restoring forces from the restoring device 10. In this case, the brake caliper 3 is centered over the rear-side brake pad 4 'which has been reset in this way, since the retaining bracket 11 of the reset device 10 is fixedly attached to the brake carrier 2.
  • the brake linings 4, 4 ' If the brake linings 4, 4 ', ie the friction linings 6, 6', and also the brake disc 8 are worn, the brake linings 4, 4 'are automatically readjusted by means of a wear adjustment device (not shown), for example by means of a rotating movement of variable-position threaded spindles, which with the application pistons 18, 19 are coupled.
  • the application pistons 18, 19 can also have a corresponding thread.
  • the application-side brake pad 4 is adjusted in the negative y-direction towards the brake disc 8, the rear-side brake lining 4 'being adjusted in the positive y-direction towards the brake disc 8.
  • the wear sensor device 16 is designed to detect the distance 17 between the sleeve elements 14 and 15.
  • the wear sensor device in the embodiment according to Fig. 1 is in the region of the central section 11c of the retaining bracket 11, e.g. between the sleeve elements 14 and 15 and / or coupled to these, arranged.
  • the wear sensor device 16 is designed in such a way that it determines the distance 17 between the sleeve elements 14, 15, which corresponds to a wear value at which a change of the brake linings 4, 4 'becomes necessary. This is explained in more detail below.
  • the wear sensor device 16 detects or measures the distance 17 between the sleeve elements 14 and 15. The value of the distance 17 detected in this way then becomes a wear or a thickness of the friction linings 6, 6 'of the brake linings 4, 4' and the brake disk 8 is also calculated. In this way, the total wear of the brake linings 4, 4 'and the brake disc 8 can be determined and displayed.
  • the wear sensor device 16 is able to monitor the application process and the release process in yet another embodiment variant with a corresponding evaluation device (not shown).
  • a corresponding evaluation device not shown.
  • Too small or too large a clearance and also a function of the reset can be monitored by the reset device 10 and its function, e.g. How much or how far the brake pads 4, 4 'are pushed back by the resetting device 10 after the release process.
  • the wear sensor device 16 is explained in more detail below.
  • Fig. 2 is a schematic plan view of the disc brake 1 according to FIG.
  • the value of the distance 17, which is detected by the wear sensor device 16, corresponds to this wear limit value.
  • the wear sensor device 16 in this example has an electrically conductive switch contact.
  • the switch / push button contact is closed or opened when it is reached by mechanical actuation, the switch GT contact switching an electrical current as a signal on or off.
  • This electrical current can then be used as a signal from an evaluation unit (not shown) be evaluated in such a way that a display is output, e.g. a warning lamp "Change brake pads" lights up.
  • the switch / button contact is e.g. arranged in a housing of the wear sensor device 16, which is only indicated schematically in FIGS. 1, 2.
  • An actuation of the switch / button contact can e.g. by one of the two sleeve elements 14, 15 (or by both).
  • the switching contact can be a snap contact of a conventional limit switch, the actuator of which interacts with the associated sleeve element 14, 15.
  • the switching contact can also be an electrically conductive contact section, which is arranged in the housing of the wear sensor device 16 so as to be insulated from the vehicle mass and comes into electrically conductive contact with the associated sleeve element 14, 15 when the wear limit value is reached.
  • the sleeve element 14, 15 stands e.g. permanently in electrically conductive contact with the vehicle ground, contact between the switching / pushbutton contact and the sleeve element 14, 15 being easily detectable and evaluated by a suitable evaluation device.
  • FIG. 3 shows a schematic, perspective exemplary illustration of the resetting device 10.
  • the reset device 10 is shown in FIG. 3 in its non-installed state.
  • Each pair of spring arms 12, 12 ’; 13, 13 ' is connected to a sleeve element 14, 15 each.
  • the sleeve elements 14, 15 are guided displaceably on the straight central section 11c in the direction of the central axis 11d.
  • the distance 17 is here the distance from the end faces 14a, 15a of the sleeve elements 14, 15 in the direction of the central axis 11d of the central section 11c of the retaining bracket 11.
  • the central axis 11d runs in Essentially in the x direction.
  • FIG. 4 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device 10 with the wear sensor device 16.
  • the wear sensor device 16 has a housing 16a and is attached to the retaining bracket 11.
  • the housing 16a is attached with a bracket 16b in the middle of the central portion 11c.
  • This attachment position is not reached by the wear limit value, ie the distance 17 is still so large at the wear limit value that space remains for the positioning of the holder 16b on the middle section 11c.
  • a holder of the housing 16b can be attached on both sides to the legs 11a, 11b which are bent downwards. This is not shown, but it is easy to imagine.
  • the wear sensor device 10 can be provided with the switching / push button contact described above.
  • a slide potentiometer (not shown, but easily conceivable) to be arranged in the housing 16a of the wear sensor device 10, an actuator of the slide potentiometer cooperating with a sleeve element 14, 15. It is also conceivable for two slide potentiometers to be provided, each with an actuator, with an actuator of a respective slide potentiometer being assigned to each sleeve element 14, 15.
  • variable electrical resistance of the slide potentiometer is a measure of the distance 17 and can be measured and evaluated by a suitable evaluation circuit.
  • the switching / push button contact can also be provided as limit value detection.
  • FIG. 5 shows an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device 10 with a variant of the wear sensor device 16 according to FIG. 4.
  • FIG. 6 shows an exemplary schematic partial sectional illustration of the variant of the wear sensor device 16 according to FIG.
  • the wear sensor device 16 has two housing parts which mesh telescopically, are displaceable relative to one another and at the same time are arranged on the central section 11c of the retaining bracket 11 so that they can be displaced between the end faces 14a, 15a of the sleeve elements 14, 15.
  • the two housing parts of the wear sensor device 16 comprise a sensor housing 20 and an actuator 21.
  • the housing parts are le 20, 21 cylindrical with a circular cross-section, other cross-sections are of course also possible, such as rectangular tube, oval tube and the like.
  • the sensor housing 20 is coupled by an end wall 20a to the one sleeve element 15, e.g. the end wall 20a rests against the end wall 15a of the sleeve element 15.
  • An end wall 20b of the sensor housing 20 opposite the end wall 20a has an opening of an interior space 20c of the sensor housing 20.
  • This interior space 20c is here a bore which extends as far as the end wall 20a in the x direction and merges into a through opening 20e.
  • the through opening 20e has a cross section which corresponds to the outer cross section of the central section 11c of the retaining bracket 11.
  • the sensor housing 20 is pushed together with the sleeve element 15 onto the middle section 11c, the middle section 11c extending through the through opening 20e of the sensor housing 20.
  • the actuator 21 as the second housing part of the wear sensor device 16 is tubular here. It comprises an end wall 21a, an actuating end 21b and a through opening 21c.
  • the end wall 21a is coupled to the other sleeve element 14, e.g. the end wall 21a rests against the end wall 14a of the sleeve element 14.
  • the actuating end 21b is partially received in the interior space 20c of the sensor housing 20 and is displaceably guided therein in a manner not shown.
  • the through opening 21c has a cross section which corresponds to the outer cross section of the central section 11c of the retaining bracket 11.
  • the actuator 21, together with the sleeve element 14, is pushed onto the middle section 11c, the middle section 11c extending through the through opening 21c of the actuator 21.
  • a spring element 22 is arranged in the interior 20c of the sensor housing 20 between the inside of the end wall 20a and the actuating end 21b of the actuator 21, which, when the wear sensor device 16 is installed, the actuator 21 against the sleeve element 14 and the sensor housing 20 against the sleeve element 15 preloads.
  • At least one sensor element 23 is arranged, which interacts with an actuation section 24 of the actuator 21 at its actuation end 21b. If the distance 17 changes, the actuator 21 and the sensor housing 20 are displaced relative to one another. This displacement is detected by the sensor element 23 and transmitted here via an electrically conductive connection 25, for example a three-wire cable, to the evaluation unit, which is not shown but is easily conceivable.
  • the sensor element 23 here is a so-called membrane potentiometer, the electrical resistance of which can be adjusted by the actuating section 24 of the actuator 21 as a function of the distance 17.
  • the sensor element 23 can of course also be a conventional slide potentiometer.
  • the sensor element 23 and the actuation section 24 of the actuator 21 form an inductive or capacitive sensor.
  • An optical sensor can also be formed from the sensor element 23 and the actuating section.
  • the reset device 10 is delivered with the wear sensor device 16.
  • the wear sensor device 16 is then connected to an evaluation unit by means of the connection 25.
  • the evaluation unit can be designed separately or it can be a component part of on-board electronics or a brake control device of the vehicle assigned to the disc brake 1.
  • a method for determining the wear of brake linings 4, 4 'and brake disc 8 of disc brake 1 for a commercial vehicle is carried out as follows.
  • the wear sensor device 16 detects the distance 17 between the sleeve elements 14 and 15, which changes depending on the wear of the brake linings 4, 4 and brake disc 8, by means of a sensor element 23.
  • the sensor element 23 converts the detected distance 17 into an electrical value and / or into electrical signal around.
  • the electrical value representing the wear and / or the electrical signal are evaluated in an evaluation unit in such a way that the evaluation unit calculates and outputs the associated total wear.
  • a method for monitoring the resetting device 10 and also the clearance or an actuation stroke of the disc brake 1 is carried out as follows.
  • the wear sensor device 16 detects the changing distance 17 between the sleeve elements 14 and 15 as a function of a brake actuation and / or a reset by means of a sensor element 23.
  • the sensor element 23 converts the detected distance 17 into an electrical value and / or into an electrical signal .
  • the electrical value representing the brake actuation or the reset and / or the electrical signal are evaluated in an evaluation unit in such a way that the evaluation unit monitors the brake activation and / or the reset in comparison with previously defined values.
  • visual wear sensing can take place.
  • FIG. 7 This is shown in FIG. 7 in an exemplary schematic, perspective illustration of the resetting device 10 with a further variant of the wear sensor device 16 according to FIG. 4.
  • the wear sensor device 16 can have an optical display which shows the distance 17 between the displaceable sleeve elements 14, 15 in the longitudinal direction of the straight central section 11c of the retaining bracket 11.
  • the wear sensor device 16 has a marking 26 in the form of e.g. Line marks (also colored), which are attached to the central section 11c of the retaining bracket 11.
  • This marking 26 can e.g. be molded, e.g. engraved.
  • the total wear is read off e.g. by comparing the position of the end walls 14a, 15a of the sleeve elements 14, 15 with respect to the line marks of the marking 26.
  • a wear limit value can e.g. colored or by a special line mark, e.g. double, be shown.
  • the optical display can also have at least one arrow mark and a scale, with a value displayed on the scale or one on the Scale arranged mark correspond to a wear value of the brake pads and the brake disc. This is not shown but is easy to imagine.
  • the sleeve elements 14, 15 shown in the figures are only exemplary; they can of course have a different configuration.
  • the sleeve elements 14, 15 from a wire winding of a connecting portion of the spring arms 12, 12 '; 13, 13 'be formed.
  • the resetting device 10 in connection with the wear sensor device 16 results in a cost saving in comparison with a conventional wear potentiometer.
  • the resetting device 10 and also the clearance or an actuation stroke can be monitored in a simple manner.
  • the spring element 22 of the wear sensor device 16 can be omitted if the sleeve element 15 is firmly connected to the sensor housing 20 and the sleeve element 14 is firmly connected to the actuator 21.

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Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, umfasst einen Bremssattel, der eine Bremsscheibe übergreift, zwei im Bremssattel angeordnete Bremsbeläge, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher die Bremsbeläge nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse rückführbar und der Bremssattel zentrierbar sind, eine Verschleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes der Bremsbeläge und der Bremsscheibe und eine Verschleißsensoreinrichtung (16). Die Rückstelleinrichtung (10) weist die Verschleißsensoreinrichtung (16) auf. Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe und ein Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Scheibenbremse werden angegeben.

Description

BESCHREIBUNG
Scheibenbremse mit einer Verschieißsensoreinrichtung,
Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Scheibenbremse, und
Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Scheibenbremse
Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einer Verschieißsensoreinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe und ein Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Scheibenbremse.
Scheibenbremsen gehören mittlerweile zur Standardausrüstung bei schweren Nutzfahrzeugen. Derartige Scheibenbremsen können mit so genannten Ruck- Stelleinrichtungen versehen sein.
Solche Scheibenbremsen sind üblicherweise druckluftbetätigt und mit automatisch wirkenden, mechanischen Verschleißnachstellvorrichtungen ausgestattet. Diese Verschleißnachstellvorrichtungen wirken sehr zuverlässig und verkleinern ein zu groß gewordenes Lüftspiel. Sie sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wie z.B. mechanische Nachsteller mit automatischem Einregeln eines Reibepunkts. Dabei wird bei jeder Bremsbetätigung die Nachstell vorrichtung, z.B. durch ein Zustellelement einer Zuspannvorrichtung der Scheibenbremse, aktiviert. Bei Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe erfolgt ein automatisches Nachstellen der Beläge mittels der Verschleißnachstell- vorrichtung z.B. durch eine Verstellbewegung von positionsveränderlichen Gewindespindeln.
DE 10 2016 104 970 A1 beschreibt eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel, der an einem ortsfesten Bremsträger befestigt ist und eine zentrale Öffnung über der Bremsscheibe aufweist. Die Bremsscheibe umfasst zwei im Bremssattei angeordnete, gegensinnig bewegbare, jeweils eine Belagträgerplatte und einen darauf befestigten Reibbelag aufweisende Bremsbeläge, von denen ein aktionsseitiger mittels einer Zuspanneinrichtung über mindestens ei- nen Bremsstempel gegen die Bremsscheibe pressbar ist, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher der Bremssattel nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Bremse rückführbar ist, wobei die Rückstelleinrichtung eine an den sich gegenüberliegenden Bremsbelägen angreifenden, entgegen der jeweiligen Zuspannrichtung gleich wirkenden Spreizeinrichtung mit an der jeweiligen Belagträgerplatte angreifenden federnden Spreizelementen aufweist. Die Spreizeinrichtung ist in der zentralen Öffnung angeordnet, wobei die Spreizelemente direkt oder indirekt außerhalb der Reibbeläge einseitig im Mittenbereich oder an mindestens zwei zur Mitte abständig zueinander angeordneten Anlagebereichen der Bremsbeläge angreifen, wobei die Anlagebereiche jeweils eine Anlagefläche und eine Auflagefläche aufweisen, an welchen die Spreizelemente bewegbar angeordnet sind.
DE 40 41 318 A1 beschreibt eine Belagverschleißanzeige für durch Druckmittel, vorzugsweise pneumatisch betätigbare Scheibenbremsen von Nutzfahrzeugen. Es wird ein Stellorgan, z.B. in Form einer Nachstellspindel verwendet, um bei Verschleißnachstellung ausgelöste Drehbewegungen der Nachstellerspindel mittels einer Drehwinkelgeberanordnung in Signale umzusetzen, welche mittels einer Auswerteelektronik und unter Zugrundelegung der geometrischen Abhängigkeit des Axialweges von Steigung und Verdrehwinkel der Nachstellerspindel den Verschleiß der Bremsbeläge der Scheibenbremse aufzeigen.
Im Zuge von Vereinfachungen und Kosteneinsparungen bei gleichbleibender oder höherer Qualität besteht ein ständiger Bedarf für verbesserte Scheibenbremsen.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenbremse mit einer verbesserten Verschleißsensoreinrichtung bereitzustellen.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe und ein
Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Scheibenbremse anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren Aufgaben werden jeweils durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und 14 gelöst.
Ein erfindungsgemäße Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug umfasst einen Bremssattel, der eine Bremsscheibe übergreift, zwei im Bremssattel angeordnete Bremsbeläge, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher die Bremsbeläge nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse rückführbar und der Bremssattel zentrierbar sind, einer Verschleiß- nachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes der Bremsbeläge und der Bremsscheibe und einer Verschleißsensoreinrichtung. Die Rückstelleinrichtung weist die Verschleißsensoreinrichtung auf.
Es ergibt sich der Vorteil, dass keine kosten intensiven Getriebe zur Umsetzung von Drehbewegungen auf einen Verschleißsensor erforderlich sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse einen Bremssattel, der eine Bremsscheibe übergreift, zwei im Bremssattel angeordnete Bremsbeläge, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher die Bremsbeläge nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse rückführbar und der Bremssattel zentrierbar sind, eine Verschleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge und Bremsscheibe und die oben beschriebene Verschleißsensoreinrichtung aufweist, wird so durchgeführt, dass die Verschleißsensoreinrichtung einen sich in Abhängigkeit von dem Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe verändernden Abstand zwischen Hülsenelementen der Rückstelleinrichtung mittels eines Sensorelementes erfasst, wobei das Sensorelement den so erfassten Abstand in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei der so den Verschleiß darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet werden, dass die Auswerteeinheit den zugehörigen Summenverschleiß berechnet und ausgibt.
Auf diese Weise lässt sich eine vorteilhaft einfache Bestimmung des Verschleißes ermöglichen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit beim Auswerten ein Warnsignal ausgibt, wenn ein vorher festgelegter Verschleißgrenzwert überschritten wird. Ein erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Rückstelleinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse einen Bremssattel, der eine Bremsscheibe übergreift, zwei im Bremssattel angeordnete Bremsbeläge, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher die Bremsbeläge nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse rückführbar und der Bremssattel zentrierbar sind, eine Verschleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge und Bremsscheibe und die oben angegebene Verschleißsensoreinrichtung aufweist, wird derart durchgeführt, dass die Verschleißsensoreinrichtung einen sich in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung und/oder einer Rückstellung einer Rückstelleinrichtung verändernden Abstand zwischen Hülsenelementen der Rückstelleinrichtung mittels eines Sensorelementes erfasst, wobei das Sensorelement den so erfassten Abstand in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei der so die Rückstellung der Rückstelleinrichtung) darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet werden, dass die Auswerteeinheit die Bremsbetätigung o- der/und die Rückstellung der Rückstelleinrichtung im Vergleich mit vorher festgelegten Werten überwacht.
Hierbei kann ein vorteilhaft einfaches Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Rückstelleinrichtung einer Scheibenbremse erzielt werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse einen Bremssattel, der eine Bremsscheibe übergreift, zwei im Bremssattel angeordnete Bremsbeläge, sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung, mit welcher die Bremsbeläge nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse rückführbar und der Bremssattel zentrierbar sind, eine Verschleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge und Bremsscheibe und die oben beschriebene Verschleißsensoreinrichtung, aufweist, wird so durchgeführt, dass die Verschleißsensoreinrichtung einen sich in Abhängigkeit von dem Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe verändernden Abstand zwischen Hülsenelementen der Rückstelleinrichtung mittels einer optischen Anzeige erfasst, wobei anhand von Strichmarken, Pfeilmarken und/oder Maßstäben der so den Verschleiß darstellende Abstand angezeigt wird. Dies ist ein vorteilhaft einfaches Verfahren, eine Verschleißsensierung vorzunehmen. Ein solches Verfahren kann auch zusätzlich zu den oben angegebenen Verfahren durchgeführt werden. Wenn die Auswerteeinheit beim Auswerten ein Warnsignal ausgibt, wenn ein vorher festgelegter Verschleißgrenzwert überschritten wird, ermöglicht sich eine einfache Überwachungsanzeige.
Eine bevorzugte Ausführung einer Scheibenbremse, wobei der Bremssattel als Schiebesattel ausgebildet und an dem ortsfesten Bremsträger verschiebbar befestigt ist, wobei die Bremsbeläge jeweils eine Belagträgerplatte und einen darauf befestigten Reibbelag aufweisen, wobei ein aktionsseitiger bzw. zuspannseitiger Bremsbelag mittels einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe pressbar ist, wobei die Rückstelleinrichtung einen Haltebügel und an dem Hal- tebügel angebrachte Paare von Federarmen aufweist, wobei der Haltebügel an dem Bremsträger befestigt ist, wobei die beiden Paare von Federarmen an der jeweiligen Belagträgerplatte der sich gegenüberliegenden Bremsbeläge entgegen der jeweiligen Zuspannrichtung angreifen, und wobei die beiden Paare von Federarmen an einem geraden Mittelabschnitt des Haltebügels mittels Hülsen- elementen verschiebbar geführt angebracht sind, sieht vor, dass die Ver schleißsensoreinrichtung einen Abstand der verschiebbaren Hülsenelemente in Längsrichtung des geraden Mittelabschnitt des Haltebügels erfasst.
Es hat sich herausgestellt, dass der Abstand der verschiebbaren Hülsenele- mente als ein Maß für den Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe verwendet werden kann. Auf diese Weise kann eine vorteilhaft einfache Verschleißsensoreinrichtung zur Anwendung kommen.
In einer Ausführung weist die Verschleißsensoreinrichtung mindestens ein Sensorelement auf, welches den erfassten Abstand in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt. Hierzu eignen sich marktübliche, kostengünstige Bauelemente mit hoher Qualität.
So kann das mindestens eine Sensorelement ein Schalt-/T astkontakt sein, der als Funktionsbauteil in unterschiedlichen Ausführungen verwendbar ist. Auch einfache Drahtkontakte sind vorteilhaft einzusetzen.
Das mindestens eine Sensorelement kann auch ein veränderbarer elektrischer Widerstand sein. Dies ist vorteilhaft, da der jeweils eingestellte Wert immer wieder abrufbar ist und keine Energie zur Versorgung eines Datenspeichers erfordert. So kann der veränderbare elektrische Widerstand z.B. ein Schiebepotentiometer oder ein Membranpotentiometer sein. Das Membranpotentiometer bietet zudem den Vorteil eines abgedichteten Bauteils.
In einer anderen Ausgestaltung kann das mindestens eine Sensorelement ein induktiver oder kapazitiver Sensor sein. Hier können vorteilhaft marktübliche Funktionsgruppen zum Einsatz kommen. Es ist auch in einer weiteren Ausführung möglich, dass der SchalWTastkontakt zusätzlich zu den anderen Sensorelementen zur Erfassung eines Verschleiß grenzwertes dienen kann.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Verschleißsensoreinrichtung mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit zur Auswertung des elektrischen Wertes oder/und des elektrischen Signals des mindestens einen Sensorelementes als einen Verschleißwert ausgebildet ist. Damit ist es vorteilhaft möglich, den Abstand der Hülsenelemente für ein Maß des Verschleißes auszuwerten.
In weiterer Ausgestaltung weist die Verschleißsensoreinrichtung ein Gehäuse auf und ist an dem Haltebügel angebracht. Dies ergibt einen kompakten Aufbau und erfordert wenig Einbauraum. So kann die Verschleißsensoreinrichtung mit einer Halterung in der Mitte des Mittelabschnitts des Haltebügels angebracht sein, was vorteilhaft einfach möglich ist.
In einer alternativen Ausführung weist die Verschleißsensoreinrichtung zwei Gehäuseteile auf, welche teleskopartig ineinander greifen, relativ zueinander verschiebbar sind und gleichzeitig auf dem Mittelabschnitt des Haltebügels verschiebbar zwischen den Hülsenelementen angeordnet sind. Damit kann ein besonders platzsparender und kompakter Aufbau erreicht werden. In einer alternativen Ausführung kann die Verschleißsensoreinrichtung eine optische Anzeige aufweisen, welche den Abstand der verschiebbaren Hülsenelemente in Längsrichtung des geraden Mittelabschnitt des Haltebügels anzeigt. Dies ist vorteilhaft einfach und mit geringstem Mehraufwand herzustellen. Hierbei kann die optische Anzeige mindestens eine Markierung in Form von Strichmarken aufweist, die auf dem Mittelabschnitt des Haltebügels angebracht sind und einem Verschleißwert der Bremsbeläge und der Bremsscheibe entsprechen. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Ablesung des Summenverschleißes durch Vergleich der Position der Stirnwände der Hülsenelemente in Bezug auf die Strichmarken der Markierung möglich. Ein Verschleißgrenzwert kann z.B. farbig oder durch eine besondere Strichmarke, z.B. doppelt, dargestellt sein. Wenn der Abstand der Hülsenelemente den markierten Verschleißgrenzwert erreicht hat, kann einfach überprüft werden, ob noch ausreichend Verschleißvolumen der Reibbeläge vorhanden ist, da die visuelle Prüfung der Verschleißsensoreinrichtung direkt über den Bremsbelägen erfolgt.
Die Strichmarken können beispielsweise eingeritzt oder eingeätzt sein. Die optische Anzeige kann auch einen Ring mit oder ohne Lupe besitzen, um eine Ablesung zu vereinfachen.
Es ist in einer weiteren Ausführung vorteilhaft, wenn die optische Anzeige mindestens eine Pfeilmarke und einen Maßstab aufweist, wobei ein auf dem Maßstab angezeigter Wert oder eine auf dem Maßstab angeordnete Marke einem Verschleißwert der Bremsbeläge und der Bremsscheibe entsprechen. Auf diese Weise kann eine Ablesegenauigkeit erhöht werden.
Die Verschleißsensoreinrichtung in Zusammenhang mit der Rückstelleinrichtung ergibt eine Kosteneinsparung im Vergleich mit einem üblichen Verschleißpotentiometer. Zudem wird eine Überwachung der Rückstelleinrichtung und auch des Lüftspiels bzw. eines Betätigungshubs auf einfache Weise ermöglicht. Zudem ist eine vorteilhafte Nachrüstung der Verschleißsensoreinrichtung entweder separat zum Anbau an eine vorhanden Rückstelleinrichtung oder zusammen mit einer Rückstelleinrichtung möglich.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer Rückstelleinrichtung und einer Verschleißsensoreinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Scheibenbremse nach
Fig. 1 in einem Verschleißzustand;
Fig. 3 eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung;
Fig. 4 eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung mit der Verschleißsensoreinrichtung;
Fig. 5 eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung mit einer Variante der Verschleißsensoreinrichtung nach Fig. 4;
Fig. 6 eine beispielhafte schematische Teilschnittdarstellung der
Variante der Verschleißsensoreinrichtung nach Fig. 5; und
Fig. 7 eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung mit einer weiteren Variante der Verschleißsensoreinrichtung nach Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine schematische, perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 mit einer Rückstelleinrichtung 10 und einer Verschleißsensoreinrichtung 16.
Koordinaten x, y, z dienen zur erleichterten Orientierung. Die x-Koordinate verläuft in Fahrtrichtung eines nicht gezeigten Fahrzeugs, dem die Scheibenbremse 1 zugeordnet ist. Die y-Koordinate liegt parallel zu einer Bremsscheiben drehachse, und die z-Koordinate gibt eine Höhe an.
Die Scheibenbremse 1 umfasst einen Bremsträger 2, einen Bremssattel 3, zwei Bremsbeläge 4, 4’, eine Bremsscheibe 8, eine Rückstelleinrichtung 10 und eine Verschleißsensoreinrichtung 16. Die Scheibenbremse 1 ist über den Bremsträger 2 ortsfest an einem Fahrzeug, dem die Scheibenbremse 1 zugeordnet ist, z.B. an einem Achsflansch (nicht gezeigt) befestigt. Der Bremssattel 3 übergreift die Bremsscheibe 8 und ist bezogen auf die
Bremsscheibe 8 axial in Richtung der Bremsscheibendrehachse, welche nicht gezeigt aber leicht vorstellbar ist und in y-Richtung verläuft, verschiebbar an dem Bremsträger 2 angebracht. Dazu ist der Bremssattel 3 auf nicht dargestellten Führungsholmen gelagert, die mit dem ortsfest am Fahrzeug gehaltenen Bremsträger 2 verbunden sind.
Der Bremssattel 3 umfasst einen Zuspannabschnitt 3a, einen Sattelrücken 3b und zwei Zugstreben 3c. Der Sattelrücken 3b ist mit dem Zuspannabschnitt 3a an jeweils einem Ende mit jeweils einer Zugstrebe 3c verbunden.
Der Zuspannabschnitt 3a weist einen Innenraum auf, in welchem eine nicht gezeigte Zuspanneinrichtung der Scheibenbremse 1 angeordnet ist. Diese Zuspanneinrichtung weist hier zwei Zuspannkolben 18, 19 auf. Bezugszeichen mit einem Apostroph geben Bauteile an, die auf einer Seite der Bremsscheibe angeordnet sind, welche zu dem Sattelrücken 3b weist.
Der Bremsbelag 4, welcher zum Zuspannabschnit 3a weist, wird als zuspannseitiger Bremsbelag 4 bezeichnet, und der andere Bremsbelag 4’, welcher an dem Satelrücken 3b angeordnet ist, wird rückenseitiger oder auch reaktionsseitiger Bremsbelag 4’ genannt.
In dem Bremsträger 2 sind Bremsbeläge 4, 4’ in so genannten Belagschächten zwischen jeweils zwei Bremsträgerhörnern 2a, 2b; 2’a, 2’b angeordnet. Die Bremsbeläge 4, 4’ sind im Fall einer Bremsung beidseitig an die Bremsscheibe 8 anpressbar. Jeder Bremsbelag 4, 4’ weist eine Belagträgerplatte 5, 5’ und einen Reibbelag 6, 6’ auf. Der Reibbelag 6, 6’ ist auf der jeweils der Bremsscheibe zugewandten Seite der Belagträgerplate 5, 5’ befestigt und wird bei einer Bremsung gegen die Bremsscheibe 8 gepresst.
Ein Belaghaltebügel 9 ist über den Bremsbelägen 4, 4 in y-Richtung zwischen dem Zuspannabschnit 3a und dem Satelrücken 3b angeordnet. Der Belaghaltebügel drückt mit Abschniten seiner Unterseite auf Belaghaltefedern 7, 7’ der Bremsbeläge 4, 4’, wodurch diese in ihren Belagschächten gehalten werden. Die Rückstelleinrichtung 10 umfasst einen Haltebügel 11 mit zwei Schenkeln 11a und 11bund zwei an dem Haltebügel 11 angebrachte Paare von Federarmen 12, 12’; 13, 13’, die auch als Druckarme bezeichnet werden.
Der Haltebügel 11 ist mit einem die Bremsscheibe 8 überspannenden geraden Mittelabschnitt 11c und sich daran beidseits anschließenden, abgewinkelten Haltearmen 11a und 11b in Gestalt eines„C“ ausgebildet. An den freien Enden der beiden Haltearme 11a, 11b ist jeweils ein zu den Bremsträgerhörnern 2a,
2b hin abgewinkelter Endabschnitt (nicht bezeichnet) angebracht.
Die jeweiligen Endabschnitte der Haltearme 11a, 11b sind in den zum Zuspannabschnitt 3a des Bremssattels 3 weisenden ortsfesten Bremsträgerhörnern 2a, 2b des Bremsträgers 2 in einer jeweiligen Aufnahme 2c befestigt. Diese Befestigungspunkte sind ortsfest an dem ortsfesten Bremsträger 2 ausgebildet.
Beiderseits des Haltebügels 11 rechtwinklig zur Bremsscheibendrehachse in x- Richtung über der Bremsscheibe 8 sind die beiden Paare von Federarmen 12, 12’; 13, 13’ an dem geraden Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 mittels Hülsenelementen 14, 15 verschiebbar geführt angebracht. Dieser gerade Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 weist eine Mittelachse 11d auf, welche in x-Richtung verläuft.
Jedes Ende eines Federarms 12, 12’; 13, 13’ eines Paars steht mit jeweils einer Aufnahme 5a, 5’a; 5b, 5’b in einem jeweiligen Endabschnitt 12a, 12’a; 13a,
13’a in Eingriff bzw. Zusammenwirkung mit gegenüberliegenden seitlichen Endabschnitten der Belagträgerplatten 5, 5’ der Bremsbeläge 4, 4’.
Beim Zuspannen der Scheibenbremse 1 durch Betätigung der Zuspanneinrichtung werden die Zuspannkolben 18, 19 gegen die Belagträgerplatte 5 des zuspannseitigen Bremsbelags 4 gepresst. Im weiteren Verlauf des Bremsvorgangs wird nun der Bremssattel 3, bezogen auf die Bremsscheibe 8, entgegen der Zuspannrichtung des zuspannseitigen Bremsbelags 4 unter Mitnahme und Anpressen des gegenüberliegenden, rückenseitigen Bremsbelags 4’ an die an dere Seite der Bremsscheibe 8 verschoben.
Bei diesem Zuspannvorgang werden auch die beiden Paare von Federarmen 12, 12’; 13, 13’ in Abhängigkeit von dem Zuspannweg der Bremsbeläge 4, 4’ in y-Riehtung in Richtung auf den Haltebügel 11 zusammengedrückt. Dieser Zu- spannweg setzt sich zusammen aus dem so genannten Lüftspiel und einem bestimmten Anteil einer Zusammenpressung der Reibbeläge 6, 6’. Das Lüftspiel ist der Abstand eines Reibbelags 6, 6’ zur Bremsscheibe 8.
Mit anderen Worten, die Federarme 12, 13, welche mit der Belagträgerplatte 5 des zuspannseitigen Bremsbelags 4 in Eingriff stehen, werden bei einem Zuspannvorgang in negativer y-Richtung auf den Haltebügel 11 hin bewegt. Entgegengesetzt dazu werden die Federarme 12’, 13’, welche mit der Belagträ gerplatte 5’ des rückenseitigen Bremsbelags 4’ in Eingriff stehen, in positiver y- Richtung auf den Haltebügel 11 hin bewegt. Dabei verschieben sich die beiden auf dem geraden Mittelabschnitt 11 c des Haltebügels 11 verschiebbar geführten Hülsenelemente 14 und 15 so, dass ein Abstand 17 in x-Richtung, d.h. in Längsrichtung des geraden Mittelabschnitts 11c des Haltebügels 11 , zwischen diesen Hülsenelementen 14 und 15 in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung verändert wird. D.h., der Abstand 17 wird bei einem Zuspannvorgang verkleinert und bei einem Lösevorgang der Scheibenbremse 1 vergrößert.
Nach einem Lösen der Scheibenbremse 1 werden die beiden sich gegenüberliegenden Bremsbeläge 4, 4’ mittels der Rückstelleinrichtung 10 so weit von der Bremsscheibe 8 mittels der federnden, gespannten Federarme 12, 12’; 13, 13’ so gelöst, dass die Bremsscheibe 8 gegenüber den Bremsbelägen 4, 4’ frei läuft. Damit wird ein Restschleifmoment verhindert bzw. zumindest erheblich reduziert. Dazu werden nicht nur die Bremsbeläge 4, 4’ von der Bremsscheibe 8 aktiv zurückgestellt, sondern auch der Bremssattel 3 wieder zentriert, d.h. dass eine x-z-Ebene der Bremsscheibe 8 mit einer in x-Richtung verlaufenden gedachten Mittellinie einer Öffnung fluchtet. Diese Öffnung ist durch den Zuspannabschnitt 3a, den Sattelrücken 3b und die Zugstreben 3c über der Bremsscheibe 8 und den Bremsbeläge 4, 4’ festgelegt. Die Rückstelleinrichtung 10 weist somit die beiden Hauptfunktionen Rückstellung der Bremsbeläge 4, 4' und Zentrierung des Bremssattels 3 auf.
Die Rückstelleinrichtung 10 greift dazu hier im oberen Bereich der Belagträgerplatten 5, 5’ der sich gegenüberliegenden Bremsbeläge 4, 4’ mit den Federarmen 12, 12’; 13, 13’ gleich wirkend entgegen der Zuspannrichtung, die in y- Richtung verläuft, an. Auf diese Weise werden die Bremsbeläge 4, 4’ in ihren oberen Bereichen mit Rückstellkräften von der Rückstelleinrichtung 10 beaufschlagt. Dabei wird der Bremssattel 3 über den so zurückgestellten rückenseitigen Bremsbelag 4’ zentriert, da der Haltebügel 11 der Rückstelleinrichtung 10 ortsfest an dem Bremsträger 2 angebracht ist.
! Bei Verschleiß von Bremsbelägen 4, 4’, d.h. der Reibbeläge 6, 6’, und auch der Bremsscheibe 8 erfolgt ein automatisches Nachstellen der Bremsbeläge 4, 4’ mittels einer (nicht gezeigten) Verschleißnachstelivorrichtung, z.B. durch eine Verdrehbewegung von positionsveränderlichen Gewindespindeln, die mit den Zuspannkolben 18, 19 gekoppelt sind. Die Zuspannkolben 18, 19 können auch ein entsprechendes Gewinde aufweisen. Auf diese Weise werden die Bremsbeläge 4, 4’ in Abhängigkeit von auftretendem Verschleiß derart auf die Bremsscheibe 8 hin zugestellt, dass ein so genanntes Lüftspiel zwischen den Reibbelägen 6, 6’ und der Bremsscheibe 8 konstant gehalten werden kann. Dabei wird der zuspannseitige Bremsbelag 4 in negativer y-Richtung auf die Bremsscheibe 8 hin verstellt, wobei der rückenseitige Bremsbelag 4’ in positiver y-Richtung auf die Bremsscheibe 8 hin verstellt wird.
Bei auf diese Weise nachgestellten Bremsbelägen 4, 4’ werden die beiden Paare von Federarmen 12, 12’; 13, 13’ in Abhängigkeit von der nachgestellten Position der Bremsbeläge 4, 4’ in Richtung auf den Haltebügel 11 zusammen gedrückt. Mit anderen Worten, die Federarme 12, 13, welche mit der Belagträgerplatte 5 des zuspannseitigen Bremsbelags 4 in Eingriff stehen, werden in negativer y-Richtung auf den Haltebügel 11 hin bewegt. Entgegengesetzt dazu werden die Federarme 12’, 13’, welche mit der Belagträgerplatte 5’ des rückenseitigen Bremsbelags 4’ in Eingriff stehen, in positiver y-Richtung auf den Haltebügel 11 hin bewegt. Dabei verschieben sich die beiden auf dem Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 verschiebbar geführten Hülsenelemente 14 und 15 so, dass ein Abstand 17 in x-Richtung zwischen diesen Hülsenelementen 14 und 15 verändert, hier verkleinert, wird.
Die Verschleißsensoreinrichtung 16 ist zur Erfassung des Abstands 17 zwischen den Hülsenelementen 14 und 15 ausgebildet. Hierzu ist die Verschleißsensoreinrichtung in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Bereich des Mittelabschnitts 11c des Haltebügels 11 , z.B. zwischen den Hülsenelementen 14 und 15 oder/und mit diesen gekoppelt, angeordnet.
In einer ersten Ausführung ist die Verschleißsensoreinrichtung 16 derart ausgebildet, dass sie den Abstand 17 zwischen den Hülsenelementen 14, 15 ermittelt, welcher einem Verschleißwert entspricht, bei dem ein Wechsel der Bremsbeläge 4, 4’ erforderlich wird. Dies wird unten noch näher erläutert. In einer weiteren Ausführungsvariante erfasst bzw. misst die Verschleißsensoreinrichtung 16 den Abstand 17 zwischen den Hülsenelementen 14 und 15. Aus dem so erfassten Wert des Abstands 17 wird dann ein Verschleiß bzw. eine Dicke von Reibbelägen 6, 6’ der Bremsbeläge 4, 4’ und auch der Bremsscheibe 8 berechnet. Auf diese Weise kann der Summenverschleiß der Bremsbeläge 4, 4’ und der Bremsscheibe 8 ermittelt und angezeigt werden.
Da sich der Abstand 17 wie oben beschrieben auch in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung verändert, d.h. bei einem Zuspannvorgang und einem Lösevorgang der Scheibenbremse, ist die Verschleißsensoreinrichtung 16 in einer noch weiteren Ausführungsvariante mit einer entsprechenden Auswerteeinrich tung (nicht gezeigt) in der Lage, den Zuspannvorgang und den Lösevorgang zu überwachen. So können z.B. ein zu kleines oder zu großes Lüftspiel und auch eine Funktion der Rückstellung durch die Rückstelleinrichtung 10 und deren Funktion überwacht werden, z.B. wie stark bzw. wie weit die Bremsbeläge 4, 4’ nach dem Lösevorgang durch die Rückstelleinrichtung 10 zurückgeschoben werden.
Die Verschleißsensoreinrichtung 16 wird unten noch näher erläutert.
In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Scheibenbremse 1 nach Fig.
1 in einem Verschleißzustand gezeigt.
In dem in Fig. 2 dargestellten Verschleißzustand haben die Reibbeläge 6, 6’ der Bremsbeläge 4, 4’ einen Verschleißgrenzwert erreicht und müssen ausgetauscht werden. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Zuspannkolben 18, 19 durch die Verschleißnachstellvorrichtung (nicht gezeigt) aus dem Zuspannab schnitt 3a des Bremssattels 3 weit herausgedreht/herausgestellt sind, um das Lüftspiel der verschlissenen Bremsbeläge 4, 4’ zur Bremsscheibe 8 einzuhalten.
Diesem Verschleißgrenzwert entspricht der Wert des Abstands 17, welcher von der Verschleißsensoreinrichtung 16 erfasst wird. Dazu weist die Verschleißsensoreinrichtung 16 in diesem Beispiel einen elektrisch leitenden SchalWTastkontakt auf. Der Schalt-/Tastkontakt wird bei Erreichen durch eine mechanische Betätigung geschlossen oder geöffnet, wobei der Schalt- GT astkontakt einen elektrischen Strom als Signal ein- oder ausschaltet. Dieser elektrische Strom kann als Signal dann von einer nicht gezeigten Auswerteein- heit so ausgewertet werden, dass eine Anzeige ausgegeben wird, z.B. eine Warnlampe„Bremsbeläge wechseln“ aufleuchtet.
Der Schalt-/T astkontakt ist z.B. in einem Gehäuse der Verschleißsensoreinrichtung 16 angeordnet, welches in Fig. 1 , 2 nur schematisch angedeutet ist. Eine Betätigung des Schalt-/T astkontaktes kann z.B. durch eines der beiden Hülsenelemente 14, 15 (oder auch durch beide) erfolgen. Beispielsweise kann der SchalWT astkontakt ein Sprungkontakt eines herkömmlichen Endschalters sein, dessen Betätiger mit dem zugehörigen Hülsenelement 14, 15 zusammenwirkt.
Der SchalWT astkontakt kann auch ein elektrisch leitender Kontaktabschnitt sein, der in dem Gehäuse der Verschleißsensoreinrichtung 16 isoliert gegenüber der Fahrzeugmasse angeordnet ist, und bei Erreichen des Verschleißgrenzwertes mit dem zugehörigen Hülsenelement 14, 15 in elektrisch leitenden Kontakt kommt. Das Hülsenelement 14, 15 steht z.B. ständig elektrisch leitend mit der Fahrzeugmasse in Kontakt, wobei ein Kontaktieren des Schalt- /Tastkontaktes mit dem Hülsenelement 14, 15 durch eine geeignete Auswerteeinrichtung leicht feststellbar ist und ausgewertet wird.
Es ist auch denkbar, dass
Fig. 3 zeigt eine schematische, perspektivische beispielhafte Darstellung der Rückstelleinrichtung 10.
Die Rückstelleinrichtung 10 ist in Fig. 3 in ihrem nicht eingebauten Zustand dargestellt.
Jedes Paar von Federarmen 12, 12’; 13, 13’ ist mit jeweils einem Hülsenelement 14, 15 verbunden. Die Hülsenelemente 14, 15 sind auf dem geraden Mittelabschnitt 11c in Richtung der Mittelachse 11d verschiebbar geführt. Der Abstand 17 ist hier der Abstand von Stirnseiten 14a, 15a der Hülsenelemente 14, 15 in Richtung der Mittelachse 11d des Mittelabschnitts 11c des Haltebügels 11. 1m eingebauten Zustand der Rückstelleinrichtung 10 in der Scheibenbremse 1 (siehe Fig. 1) verläuft die Mittelachse 11d im Wesentlichen in x-Richtung.
In Fig. 4 ist eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung 10 mit der Verschleißsensoreinrichtung 16 gezeigt. Die Verschieißsensoreinrichtung 16 weist ein Gehäuse 16a auf und ist an dem Haitebügel 11 angebracht. In diesem Beispiel ist das Gehäuse 16a mit einer Halterung 16b in der Mitte des Mittelabschnitts 11c angebracht. Diese Anbringungsposition wird von dem Verschleißgrenzwert nicht erreicht, d.h. der Abstand 17 weist bei dem Verschleißgrenzwert noch ein so großes Maß auf, dass ein Platz für die Positionierung der Halterung 16b am Mittelabschnitt 11c verbleibt. Es ist aber auch möglich, dass eine Halterung des Gehäuses 16b beidseitig an den nach unten gebogenen Schenkeln 11a, 11 b befestigt werden kann. Dies ist nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar.
Die Verschieißsensoreinrichtung 10 kann in diesem Beispiel mit dem oben beschriebenen Schalt-/Tastkontakt versehen sein.
Weiterhin ist es möglich, dass ein Schiebepotentiometer (nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar) in dem Gehäuse 16a der Verschieißsensoreinrichtung 10 angeordnet ist, wobei ein Betätiger des Schiebepotentiometers mit einem Hülsenelement 14, 15 zusammenwirkt. Es ist auch denkbar, dass zwei Schiebepotentiometer mit jeweils einem Betätiger vorgesehen sind, wobei jedem Hülsenelement 14, 15 ein Betätiger eines jeweiligen Schiebepotentiometers zugeordnet ist.
Der veränderliche elektrische Widerstand des Schiebepotentiometers ist ein Maß des Abstands 17 und kann durch eine geeignete Auswerteschaltung gemessen und ausgewertet werden. Der Schalt-/T astkontakt als Grenzwerterfassung kann zusätzlich vorgesehen sein.
Fig. 5 zeigt eine beispielhafte schematische, perspektivische Darstellung der Rückstelleinrichtung 10 mit einer Variante der Verschieißsensoreinrichtung 16 nach Fig. 4. In Fig. 6 ist eine beispielhafte schematische Teilschnittdarstellung der Variante der Verschieißsensoreinrichtung 16 nach Fig. 5 dargestellt.
In dieser Variante weist die Verschieißsensoreinrichtung 16 zwei Gehäuseteile auf, welche teleskopartig ineinander greifen, relativ zueinander verschiebbar sind und gleichzeitig auf dem Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 verschiebbar zwischen den Stirnseiten 14a, 15a der Hülsenelemente 14, 15 ange ordnet sind.
Die zwei Gehäuseteile der Verschieißsensoreinrichtung 16 umfassen ein Sensorgehäuse 20 und einen Betätiger 21. In diesem Beispiel sind die Gehäusetei- le 20, 21 zylinderförmig mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet, andere Querschnitte sind natürlich auch möglich, wie z.B. Rechteckrohr, Ovalrohr u.dgl.
Das Sensorgehäuse 20 ist mit einer Stirnwand 20a mit dem einen Hülsenelement 15 gekoppelt, z.B. liegt die Stirnwand 20a an der Stirnwand 15a des Hülsenelementes 15 an. Eine der Stirnwand 20a gegenüberliegende Stirnwand 20b des Sensorgehäuses 20 weist eine Öffnung eines Innenraums 20c des Sensorgehäuses 20 auf. Dieser Innenraum 20c ist hier eine Bohrung, welche sich bis zu der Stirnwand 20a in x-Richtung erstreckt und in eine Durchgangsöffnung 20e übergeht. Die Durchgangsöffnung 20e weist einen Querschnitt auf, der mit dem Außenquerschnitt des Mittelabschnitts 11c des Haltebügels 11 korrespondiert. Das Sensorgehäuse 20 ist zusammen mit dem Hülsenelement 15 auf den Mittelabschnitt 11c aufgeschoben, wobei sich der Mittelabschnitt 11c durch die Durchgangsöffnung 20e des Sensorgehäuses 20 erstreckt.
Der Betätiger 21 als zweites Gehäuseteil der Verschleißsensoreinrichtung 16 ist hier rohrförmig ausgebildet. Er umfasst eine Stirnwand 21a, ein Betätigungsende 21 b und eine Durchgangsöffnung 21c. Die Stirnwand 21a ist mit dem anderen Hülsenelement 14 gekoppelt, z.B. liegt die Stirnwand 21a an der Stirnwand 14a des Hülsenelementes 14 an. Das Betätigungsende 21b ist teilweise in dem Innenraum 20c des Sensorgehäuses 20 aufgenommen und darin in nicht dargestellter Weise verschiebbar geführt. Die Durchgangsöffnung 21c weist einen Querschnitt auf, der mit dem Außenquerschnitt des Mittelabschnitts 11c des Haltebügels 11 korrespondiert. Der Betätiger 21 ist zusammen mit dem Hülsenelement 14 auf den Mittelabschnitt 11c aufgeschoben, wobei sich der Mittelabschnitt 11c durch die Durchgangsöffnung 21c des Betätigers 21 erstreckt.
In diesem Beispiel ist in dem Innenraum 20c des Sensorgehäuses 20 zwischen der Innenseite der Stirnwand 20a und dem Betätigungsende 21b des Betätigers 21 ein Federelement 22 angeordnet, welches im eingebauten Zustand der Verschleißsensoreinrichtung 16 den Betätiger 21 gegen das Hülsenelement 14 und das Sensorgehäuse 20 gegen das Hülsenelement 15 vorspannt.
In dem Innenraum 20c des Sensorgehäuses 20 ist zumindest ein Sensorelement 23 angeordnet, welches mit einem Betätigungsabschnitt 24 des Betätigers 21 an dessen Betätigungsende 21b in Zusammenwirkung steht. Wenn der Abstand 17 sich verändert, erfolgt eine Verschiebung des Betätigers 21 und des Sensorgehäuses 20 relativ zueinander. Diese Verschiebung wird durch das Sensorelement 23 erfasst und hier über einen elektrisch leitenden Anschluss 25, z.B. ein dreiadriges Kabel, an die nicht gezeigte aber leicht vorstellbare Auswerteeinheit übertragen.
Das Sensorelement 23 ist hier ein so genanntes Membranpotentiometer, dessen elektrischer Widerstand von dem Betätigungsabschnitt 24 des Betätigers 21 in Abhängigkeit von dem Abstand 17 verstellbar ist.
Das Sensorelement 23 kann natürlich auch ein übliches Schiebepotentiometer sein.
Denkbar ist auch, dass das Sensorelement 23 und der Betätigungsabschnitt 24 des Betätigers 21 einen induktiven oder kapazitiven Sensor bilden.
Auch ein optischer Sensor kann aus dem Sensorelement 23 und dem Betätigungsabschnitt gebildet sein.
Die Rückstelleinrichtung 10 wird mit der Verschleißsensoreinrichtung 16 ausgeliefert. Die Verschleißsensoreinrichtung 16 wird dann mittels des Anschlusses 25 an eine Auswerteeinheit angeschlossen. Die Auswerteeinheit kann separat ausgebildet sein oder ein Bestandteil einer Bordelektronik oder eines Bremssteuergerätes des der Scheibenbremse 1 zugeordneten Fahrzeugs sein.
Ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißes von Bremsbelägen 4, 4’ und Bremsscheibe 8 der Scheibenbremse 1 für ein Nutzfahrzeug wird wie folgt durchgeführt.
Die Verschleißsensoreinrichtung 16 erfasst den sich in Abhängigkeit von dem Verschleiß von Bremsbelägen 4, 4 und Bremsscheibe 8 verändernden Abstand 17 zwischen den Hülsenelementen 14 und 15 mittels eines Sensorelementes 23. Das Sensorelement 23 wandelt den erfassten Abstand 17 in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal um. Der so den Verschleiß darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal werden in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet, dass die Auswerteeinheit den zugehörigen Summenverschleiß berechnet und ausgibt. Ein Verfahren zum Überwachen der Rückstelleinrichtung 10 und auch des Lüftspiels bzw. eines Betätigungshubs der Scheibenbremse 1 wird wie folgt durchgeführt.
Die Verschleißsensoreinrichtung 16 erfasst den sich in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung und/oder einer Rückstellung verändernden Abstand 17 zwischen den Hülsenelementen 14 und 15 mittels eines Sensorelementes 23. Das Sensorelement 23 wandelt den erfassten Abstand 17 in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal um. Der so die Bremsbetätigung oder die Rückstellung darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal werden in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet, dass die Auswerteeinheit die Bremsbetätigung oder/und die Rückstellung im Vergleich mit vorher festgelegten Werten überwacht.
In einer anderen Ausführung kann eine visuelle Verschleißsensierung erfolgen.
Dies ist in Fig. 7 in einer beispielhaften schematischen, perspektivischen Darstellung der Rückstelleinrichtung 10 mit einer weiteren Variante der Verschleißsensoreinrichtung 16 nach Fig. 4 gezeigt.
Die Verschleißsensoreinrichtung 16 kann eine optische Anzeige aufweisen, welche den Abstand 17 der verschiebbaren Hülsenelemente 14, 15 in Längsrichtung des geraden Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 anzeigt.
Dabei weist die Verschleißsensoreinrichtung 16 eine Markierung 26 in Form von z.B. Strichmarken (auch farbig) auf, die auf dem Mittelabschnitt 11c des Haltebügels 11 angebracht sind. Diese Markierung 26 kann z.B. eingeformt sein, z.B. graviert. Eine Ablesung des Summenverschleißes erfolgt z.B. durch Vergleich der Position der Stirnwände 14a, 15a der Hülsenelemente 14, 15 in Bezug auf die Strichmarken der Markierung 26. Ein Verschleißgrenzwert kann z.B. farbig oder durch eine besondere Strichmarke, z.B. doppelt, dargestellt sein. Wenn der Abstand 17 der Hülsenelemente 14, 15 den markierten Verschleißgrenzwert erreicht hat, kann einfach überprüft werden, ob noch ausreichend Verschleißvolumen der Reibbeläge 6, 6’ vorhanden ist, da die visuelle Prüfung der Verschleißsensoreinrichtung 16 direkt über den Bremsbelägen 4,
4’ erfolgt.
Die optische Anzeige kann auch mindestens eine Pfeilmarke und einen Maßstab aufweist, wobei ein auf dem Maßstab angezeigter Wert oder eine auf dem Maßstab angeordnete Marke einem Verschleißwert der Bremsbeläge und der Bremsscheibe entsprechen. Dies ist nicht gezeigt aber leicht vorstellbar.
Die in den Figuren gezeigten Hülsenelemente 14, 15 sind nur beispielhaft, sie können selbstverständlich eine andere Ausgestaltung haben. Beispielsweise können die Hülsenelemente 14, 15 aus einem Drahtwickel eines Verbindungs abschnitts der Federarme 12, 12’; 13, 13’ gebildet sein.
Die Bauteile der Rückstelleinrichtung 10, nämlich der Haltebügel 11 und die Federarme 12, 12’; 13, 13’ sind in den gezeigten Beispielen aus einem Draht mit kreisrundem Querschnitt hergestellt. Es ist natürlich auch möglich, dass der Draht einen anderen Querschnitt aufweist oder auch mehrere verschiedene Querschnitte.
Die Rückstelleinrichtung 10 in Zusammenhang mit der Verschleißsensoreinrichtung 16 ergibt eine Kosteneinsparung im Vergleich mit einem üblichen Verschleißpotentiometer. Zudem wird eine Überwachung der Rückstelleinrichtung 10 und auch des Lüftspiels bzw. eines Betätigungshubs auf einfache Weise möglich.
Die Erfindung ist durch die oben angegebenen Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.
So ist es z.B. denkbar, dass das Federelement 22 der Verschleißsensoreinrichtung 16 entfallen kann, wenn das Hülsenelement 15 fest mit dem Sensorgehäuse 20 und das Hülsenelement 14 fest mit dem Betätiger 21 verbunden sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Scheibenbremse
2 Bremsträger
2a, 2b; 2’a, 2’b Bremsträgerhorn
2c Aufnahme
3 Bremssattel
3a Zuspannabschnitt
3b Sattelrücken
3c Zugstrebe
4, 4’ Bremsbelag
5, 5’ Belagträgerplatte
5a, 5b; 5’a, 5’b Aufnahme
6, 6’ Reibbelag
7, r Belaghaltefeder
8 Bremsscheibe
9 Belaghaltebügel
10 Rückstelleinrichtung
11 Haltebügel
11a, 11b Schenkel
11c Mittelabschnitt
11 d Mittelachse
12, 12’; 13, 13' Federarm
12a, 12’a; 13’a, 13’b Endabschnitt
14, 15 Hülsenelement
14a, 15a Stirnseite
16 Verschleißsensoreinrichtung 16a Gehäuse
16b Halterung
17 Abstand
18, 19 Zuspannkolben
20 Sensorgehäuse
20a, 20b Stirnwand
20c Innenraum
20d Innenstirnwand
20e Durchgangsöffnung
21 Betätiger
21a Betätigungsende
21b Stirnwand 21c Durchgangsöffnung
22 Federelement
23 Sensorelement
24 Betätigungsabschnitt
Anschluss
26 Markierung x, y, z Koordinaten

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Scheibenbremse (1) für ein Nutzfahrzeug, mit einem Bremssattel (3), der eine Bremsscheibe (8) übergreift, zwei im Bremssattel (3) angeordneten Bremsbelägen (4, 4’), sowie mindestens einer Rückstelleinrichtung (10), mit welcher die Bremsbeläge (4, 4’) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse (1) rückführbar und der Bremssattel (3) zentrierbar sind, einer Verschleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes der Bremsbeläge (4, 4’) und der Bremsscheibe (8) und einer Verschleißsensoreinrichtung (16),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rückstelleinrichtung (10) die Verschleißsensoreinrichtung (16) aufweist.
2. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1, wobei der Bremssattel (3) als Schiebesattel ausgebildet und an dem ortsfesten Bremsträger (2) verschiebbar befestigt ist, wobei die Bremsbeläge (4, 4’) jeweils eine Belagträgerplatte (5, 5’) und einen darauf befestigten Reibbelag (6, 6’) aufweisen, wobei ein aktionsseitiger bzw. zuspannseitiger Bremsbelag (4) mittels einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe (8) pressbar ist, wobei die Rückstelleinrichtung (10) einen Haltebügel (11) und an dem Haltebügel (11) angebrachte Paare von Federarmen (12, 12’; 13, 13’) aufweist, wobei der Haltebügel (11) an dem Bremsträger (2) befestigt ist, wobei die beiden Paare von Federarmen (12, 12’; 13, 13’) an der jeweiligen Belagträgerplatte (5, 5’) der sich gegenüberliegenden Bremsbeläge (4, 4’) entgegen der jeweiligen Zuspannrichtung angreifen, und wobei die beiden Paare von Federarmen (12, 12’; 13, 13’) an einem geraden Mittelabschnitt (11c) des Haltebügels (11) mittels Hülsenelementen (14, 15) verschiebbar geführt angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) einen Abstand (17) der verschiebbaren Hülsenelemente (14, 15) in Längsrichtung des geraden Mittelabschnitt (11c) des Haltebügels (11) erfasst.
3. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) mindestens ein Sensorelement (23) aufweist, welches den erfassten Abstand (17) in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt.
4. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Sensorelement (23) ein Schalt-/T astkontakt ist.
5. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Sensorelement (23) ein veränderbarer elektrischer Widerstand ist.
6. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Sensorelement (23) ein induktiver oder kapazitiver Sensor ist.
7. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit zur Auswertung des elektrischen Wertes oder/und des elektrischen Signals des mindestens einen Sensorelementes (23) als einen Verschleißwert ausgebildet ist.
8. Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) ein Gehäuse (16a) aufweist und an dem Haltebügel (11) angebracht ist.
9. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) mit einer Halterung (16b) in der Mitte des Mittelabschnitts (11c) des Haltebügels (11) angebracht ist.
10. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) zwei Gehäuseteile aufweist, welche teleskopartig ineinander greifen, relativ zueinander verschiebbar sind und gleichzeitig auf dem Mittelabschnitt (11c) des Haltebügels (11) verschiebbar zwischen den Hülsenelementen (14, 15) angeordnet sind.
11. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) eine optische Anzeige aufweist, welche den Abstand (17) der verschiebbaren Hülsenelemente (14, 15) in Längsrich- tung des geraden Mittelabschnitt (11c) des Haltebügels (11) anzeigt.
12. Scheibenbremse (1 ) nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optische Anzeige mindestens eine Markierung (26) in Form von Strichmar- ken aufweist, die auf dem Mittelabschnitt (11c) des Haltebügels (11) angebracht sind und einem Verschleißwert der Bremsbeläge (4, 4’) und der Brems scheibe (8) entsprechen.
13. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optische Anzeige mindestens eine Pfeilmarke und einen Maßstab aufweist, wobei ein auf dem Maßstab angezeigter Wert oder eine auf dem Maßstab angeordnete Marke einem Verschleißwert der Bremsbeläge (4, 4’) und der Bremsscheibe (8) entsprechen.
14. Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen (4, 4’) und Bremsscheibe (8) einer Scheibenbremse (1) für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse (1) einen Bremssattel (3), der eine Bremsscheibe (8) übergreift, zwei im Bremssattel (3) angeordnete Bremsbeläge (4, 4’), sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung (10), mit welcher die Bremsbeläge (4, 4’) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse (1) rückführbar und der Bremssattel (3) zentrierbar sind, eine Verschleißnachstell- vorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge (4, 4’) und Bremsscheibe (8) und eine Verschleißsensoreinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) einen sich in Abhängigkeit von dem Verschleiß von Bremsbelägen (4, 4’) und Bremsscheibe (8) verändernden Abstand (17) zwischen Hülsenelementen (14 und 15) der Rückstelleinrichtung (10) mit- tels eines Sensorelementes (23) erfasst, wobei das Sensorelement (23) den so erfassten Abstand (17) in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei der so den Verschleiß darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet werden, dass die Auswerteeinheit den zugehörigen Summenverschleiß berechnet und ausgibt.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit beim Auswerten ein Warnsignal ausgibt, wenn ein vorher festgelegter Verschleißgrenzwert überschritten wird.
16. Verfahren zum Überwachen einer Bremsbetätigung und einer Rückstellung einer Rückstelleinrichtung (10) einer Scheibenbremse (1) für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse (1) einen Bremssattel (3), der eine Bremsscheibe (8) übergreift, zwei im Bremssattel (3) angeordnete Bremsbeläge (4, 4’), sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung (10), mit welcher die Bremsbeläge (4, 4’) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse (1) rückführbar und der Bremssattel (3) zentrierbar sind, eine Ver- schleißnachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge (4, 4’) und Bremsscheibe (8) und eine Verschleißsensoreinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) einen sich in Abhängigkeit von einer Bremsbetätigung und/oder einer Rückstellung einer Rückstelleinrichtung (10) verändernden Abstand (17) zwischen Hülsenelementen (14 und 15) der Rückstelleinrichtung (10) mittels eines Sensorelementes (23) erfasst, wobei das Sensorelement (23) den so erfassten Abstand (17) in einen elektrischen Wert oder/und in ein elektrisches Signal umwandelt, wobei der so die Rückstellung der Rückstelleinrichtung (10) darstellende elektrische Wert oder/und das elektrische Signal in einer Auswerteeinheit derart ausgewertet werden, dass die Auswerteeinheit die Bremsbetätigung oder/und die Rückstellung der Rückstelleinrichtung im Vergleich mit vorher festgelegten Werten überwacht.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit beim Auswerten ein Warnsignal ausgibt, wenn ein vorher festgelegter Grenzwert überschritten wird.
18. Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes von Bremsbelägen (4, 4’) und Bremsscheibe (8) einer Scheibenbremse (1) für ein Nutzfahrzeug, wobei die Scheibenbremse (1) einen Bremssattel (3), der eine Bremsscheibe (8) übergreift, zwei im Bremssattel (3) angeordnete Bremsbeläge (4, 4’), sowie mindestens eine Rückstelleinrichtung (10), mit welcher die Bremsbeläge (4, 4’) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Scheibenbremse (1) rückführbar und der Bremssattel (3) zentrierbar sind, eine Verschleißnachstell- vorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbeläge (4, 4’) und Bremsscheibe (8) und eine Verschleißsensoreinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschleißsensoreinrichtung (16) einen sich in Abhängigkeit von dem Verschleiß von Bremsbelägen (4, 4’) und Bremsscheibe (8) verändernden Abstand (17) zwischen Hülsenelementen (14 und 15) der Rückstelleinrichtung (10) mittels einer optischen Anzeige erfasst, wobei anhand von Strichmarken, Pfeilmarken und/oder Maßstäben der so den Verschleiß darstellende Abstand (17) angezeigt wird.
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