DE102012007118B4

DE102012007118B4 - Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012007118B4
Application number: DE201210007118
Authority: DE
Inventors: Robert Waninger; Maximilian Oberacher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2032-04-06
Also published as: DE102012007118A1

Abstract

Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Bremssattel (10), der über mindestens ein Bremssattelauge (12, 14) an einem tragenden Bauteil befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremssattelauge (12, 14) und Bremssattel (10) ein Ringspalt (16) ausgebildet ist und das Bremssattelauge (12, 14) ausschließlich über einen am Bremssattelauge (12, 14) ausgebildeten stegförmigen Abschnitt – Verbindungssteg (18) – mit dem Bremssattel (10) gekoppelt ist, und dass der Verbindungssteg (18) mit einer Sensorik zur Messung einer Deformation des Verbindungsstegs (18) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.
Restbremsmomente sind Fahrwiderstände, die durch ein ungewolltes Schleifen der Reibbeläge an der Reibfläche einer Scheibenbremse hervorgerufen werden. Ursache solcher Restbremsmomente sind diverse Vorgänge in Folge einer Bremsung und Einflüsse aus anderen Fahrzeugkomponenten und der Umwelt. Derzeit werden Restbremsmomente indirekt, beispielsweise über Ausrollversuche, oder direkt mittels Drehmomentmessern, die entweder manuell oder automatisch betrieben werden, ermittelt. Bei den indirekten Methoden erfolgen die Messungen einer vom Drehmoment verschiedenen Größe und anschließend eine Rückberechnung auf das Restbremsmoment. Bei der direkten Methode wird das Restbremsmoment unmittelbar bestimmt. Dabei ist das Fahrzeug in der Regel angehoben. Eine Messapparatur versetzt das Rad, in welchem die zu untersuchende Bremse verbaut ist, in Rotation und zeichnet dabei das Drehmoment auf.
Als nachteilig erweist sich hierbei, dass die gemessenen Werte nicht der für eine quantitative Bewertung der Radbremsen nötigen Genauigkeit entsprechen. Dies begründet sich einerseits in der nicht realitätsnahen Achsgeometrie des Fahrzeugs im angehobenen Zustand und andererseits in den Einflüssen anderer Komponenten des Fahrzeugs, wie beispielsweise der Radlagerreibung. Durch die nicht konstanten Randbedingungen (z. B. Temperatur) ist eine ausreichend reproduzierbare Messung der Restbremsmomente nicht möglich.
Eine gattungsgemäße, sämtliche Merkmale der Oberbegriffe des Patentanspruches 1 aufweisende Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeuges ist in der DE 100 33 344 A1 offenbart. Hierzu sind Mittel vorgesehen, die ein Sensorsignal, welches ein an wenigstens einem Rad ausgeübtes Bremsmoment repräsentiert und in dessen Abhängigkeit eine Steuerung der dem Rad zugeordneten Radbremse erfolgt, auswertet. Auf Basis des Sensorsignals wird ein Radbremsmoment während ungebremster Fahrt ermittelt und/oder eine mechanische Hemmung im Bereich der Radbremse erkannt.
Die DE 602 13 128 T2 offenbart eine elektromechanische Bremsanlage und ein Verfahren zur Steuerung der Bremsanlage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Messung unter realen Bedingungen ermöglicht und quantitativ bessere Werte produziert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
In bekannter Art und Weise umfasst die Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs einen Bremssattel, der über mindestens ein Bremssattelauge an einem tragenden Bauteil befestigt ist.
Erfindungsgemäß ist der Bremssattel hierbei derart ausgebildet, dass zwischen Bremssattelauge und Bremssattel ein Ringspalt ausgebildet ist, und dass das Bremssattelauge ausschließlich über einen am Bremssattelauge ausgebildeten stegförmigen Abschnitt, nachfolgend auch als Verbindungssteg bezeichnet, mit dem Bremssattel verbunden ist. Zudem ist der Verbindungssteg mit einer Sensorik zur Messung einer Deformation des Verbindungsstegs versehen.
Da erfindungsgemäß als Verbindung zwischen Bremssattel und dem ihn tragenden Bauteil lediglich der biegeweiche Verbindungssteg fungiert, ist eine teilweise Entkopplung des Bremssattels von dem ihn tragenden Bauteil realisiert.
In vorteilhafter Weise ermöglicht diese Ausbildung nunmehr auf eine einfache Art und Weise die Messung von Restbremsmomenten: Aufgrund des Ringspalts kann sich der Bremssattel z. B. aufgrund eines Schleifens der Reibbeläge der Bremse an der Bremsscheibe, im Rahmen der Ringspaltbreite gegenüber dem den Bremssattel tragenden Bauteil verschieben. Dies wiederum bewirkt eine elastische Verformung des Verbindungsstegs, die über die auf dem Verbindungssteg vorgesehene Sensorik gemessen und entsprechend ausgewertet werden kann. Der Verbindungssteg ist dabei derart dimensioniert, dass geringe Kräfte/Momente, wie sie z. B. durch das ungewollte Schleifen der Reibbeläge an der Bremsscheibe entstehen, mit ausreichender Auflösung gemessen werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung reale Brems- und Fahrmanöver ermöglicht. Zudem kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Messung bei einem auf dem Boden stehenden Kraftfahrzeug vorgenommen werden, so dass eine Beeinflussung der Messung aufgrund der nicht realitätsnahen Achsgeometrie eines angehobenen Kraftfahrzeugs vermieden werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ringspalt derart dimensioniert, dass bei Überschreiten einer festgelegten maximal zulässigen Deformation des Verbindungsstegs, das Bremssattelauge in direkten Kontakt mit dem Bremssattel steht. D. h. die Ringspalte erfüllen die Funktion eines Überlastschutzes gegen eine zu große Deformation des Verbindungsstegs in Form eines mechanischen Anschlags. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, da nunmehr durch den Überlastschutz auch starke Bremsungen abgesichert sind. D. h. es können vor einer Messung reale Brems- und Fahrmanöver durchgeführt werden, um eine realitätsnahe Generierung von Restbremsmomenten zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist der Ringspalt mit einem Elastomer ausgekleidet. Dies hat den Effekt, dass eine Schwingungsdämpfung gewährleistet ist.
Um eine Torsions- und Scherbelastung des Verbindungsstegs bei der Befestigung des Bremssattels an dem ihm tragenden Bauteil auszuschließen, ist zwischen Bremssattelauge und dem tragenden Bauteil eine Verdrehsicherung ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Verdrehsicherung mittels Passstiften ausgeführt. Hierfür weist das Bremssattelauge drei Bohrungen auf, und das tragende Bauteil ist mit drei hierzu korrespondierend ausgebildeten und angeordneten Bohrungen versehen, in die jeweils Passstifte einsetzbar sind. Diese Ausführung erweist sich aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit und ihrer kostengünstigen Realisationsmöglichkeit von Vorteil.
Die Sensorik auf den Verbindungsstegen ist vorzugsweise als Dehnmessstreifen ausgebildet, die als Vollbrücke verschaltet sind. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass sie die bestmögliche Temperaturkompensation bietet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeutet:
1 eine Seitenansicht eines modifizierten Bremssattels zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, und
2 der Bremssattel aus 1 in einer perspektivischen Darstellung.
1 und 2 zeigen einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Bremssattel einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs.
Der Bremssattel 10 weist in bekannter Art und Weise zwei Bremssattelaugen 12, 14 auf, über die der Bremssattel 10 fest mit einem – hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten – tragenden Bauteil verbindbar ist.
Wie 1 weiter zu entnehmen ist, ist zwischen den mit dem tragenden Bauteil fest zu fügenden Bremssattelaugen 12, 14 und dem Bremssattel 10 jeweils ein Ringspalt 16 ausgebildet. Zudem ist an den Bremssattelaugen 12, 14 jeweils ein stegförmigen Abschnitt – nachfolgend als Verbindungssteg 18 bezeichnet – ausgebildet, über den die Bremssattelaugen 12, 14 mit dem Bremssattel 10 verbunden sind.
Somit ist lediglich über die schmalen und biegeweichen Verbindungsstege 18 eine mechanische Verbindung zwischen Bremssattelauge 12, 14 und Bremssattel 10 realisiert.
Zudem ist der Verbindungssteg 18 der beiden Bremssattelaugen 12, 14 jeweils mit einer Sensorik zur Messung einer Deformation der Verbindungsstege 18 versehen.
Die in 1 und 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Sensorik ist vorzugsweise in Form von Dehnmessstreifen ausgebildet, die als Vollbrücke verschaltet sind.
In Folge der Ringspalte 16 kann sich der Bremssattel 10 z. B. in Folge eines Schleifens der Reibbeläge an der Bremsscheibe, gegenüber dem den Bremssattel 10 tragenden Bauteil verschieben. Dabei werden die Verbindungsstege 18 elastisch deformiert, was nunmehr mittels der Sensorik gemessen werden kann.
Die Ringspalte 16 erfüllen zudem die Funktion eines Überlastschutzes gegen zu große Deformation der Verbindungsstege 18. Hierfür sind die Ringspalte derart dimensioniert, dass bei Überschreiten einer maximal zulässigen Verbiegung der Verbindungsstege 18, der verschobene Bremssattel 10 sich an die Bremssattelaugen 12, 14 anlegt, so dass die durch das Restbremsmoment verursachte Kraft über die Anlagefläche übertragen wird. D. h. die Verbindungsstege 18 werden nicht höher belastet.
Weiterhin sind die Bremssattelaugen 12, 14 jeweils mit drei Bohrungen 20 versehen. Entsprechend korrespondierend ausgebildete Bohrungen sind auch in dem tragenden Bauteil vorgesehen, so dass über in die Bohrungen 20 einsetzbare Passstifte eine Verdrehsicherung zwischen Bremssattelaugen 12, 14 und tragenden Bauteil realisiert ist. Somit ist eine Verdrehung der Bremssattelaugen 12, 14 gegenüber dem den Bremssattel 10 tragenden Bauteil und somit eine Torsions- und Scherbelastung der Verbindungsstege 18 beim Einschrauben der Befestigungsschrauben des Bremssattels verhindert.
Die Dimension der Passstifte und dazugehörigen Bohrungen sind dabei so ausgelegt, dass die gewöhnlichen Anzugsmomente der Befestigungsschrauben appliziert werden können, ohne dass es zu plastischen Verformungen an den Passstiften oder dem Verbindungssteg kommt.
Bezugszeichenliste

10: Bremssattel
12: Bremssattelauge
14: Bremssattelauge
16: Ringspalt
18: Verbindungssteg
20: Bohrung

Claims

Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Bremssattel (10), der über mindestens ein Bremssattelauge (12, 14) an einem tragenden Bauteil befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremssattelauge (12, 14) und Bremssattel (10) ein Ringspalt (16) ausgebildet ist und das Bremssattelauge (12, 14) ausschließlich über einen am Bremssattelauge (12, 14) ausgebildeten stegförmigen Abschnitt – Verbindungssteg (18) – mit dem Bremssattel (10) gekoppelt ist, und dass der Verbindungssteg (18) mit einer Sensorik zur Messung einer Deformation des Verbindungsstegs (18) versehen ist.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (16) derart dimensioniert ist, dass bei Überschreiten einer festgelegten maximal zulässigen Deformation des Verbindungsstegs (18) das Bremssattelauge (12, 14) in mechanischem Anschlag mit dem Bremssattel (10) steht.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (16) mit einem Elastomer ausgekleidet ist.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremssattelauge (12, 14) und tragendem Bauteil eine Verdrehsicherung ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssattelauge (12, 14) drei Bohrungen (20) aufweist und dass das tragende Bauteil mit drei hierzu korrespondierend ausgebildeten und angeordneten Bohrungen versehen ist, wobei in den Bohrungen Passstifte eingesetzt sind.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik als Dehnmessstreifen ausgebildet sind.
Vorrichtung zur Messung von Restbremsmomenten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnmessstreifen als Vollbrücke verschaltet sind.