DE102013008225A1

DE102013008225A1 - Scheibenbremse mit einer Messvorrichtung zur Schleifmomentmessung und ein entsprechendes Verfahren

Info

Publication number: DE102013008225A1
Application number: DE102013008225.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Eichler; Christian Staahl
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2014-11-13
Also published as: WO2014184112A1

Abstract

Eine Scheibenbremse (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist eine Messvorrichtung (10) zur Schleifmomentmessung zwischen einer Bremsscheibe (2) und mindestens einem Bremsbelag (3) der Scheibenbremse (1) auf. Die Messvorrichtung (10) weist mindestens ein erstes Messmodul (11) für eine direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe (2) und einem/einer Achsflansch/Achse eines der Scheibenbremse (1) zuzuordnenden Fahrzeugs auf. Und ein Verfahren Messen eines Schleifmoments einer Scheibenbremse (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Messvorrichtung zur Schleifmomentmessung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein entsprechendes Verfahren.
Fahrzeuge und bestimmte technische Geräte verwenden häufig Reibungsbremsen, um kinetische Energie umzuwandeln. Bevorzugt wird dabei speziell im Personenkraftwagen- und im Nutzfahrzeugbereich die Scheibenbremse. Bei der typischen Bauform einer Scheibenbremse besteht diese aus der Bremsscheibe mit in der Regel zwei Bremsbelägen, einer schwimmend gelagerten Zuspanneinheit und einem Bremsträger, mit welchem die Bremse an der zugehörigen Achse eines Fahrzeugs befestigt, z. B. verschraubt, wird.
Die Zuspannkräfte wirken über beide Bremsbeläge auf die Bremsscheibe und erzeugen so ein Bremsmoment. Die Bremsscheibe erfährt in Abhängigkeit von der Höhe der Zuspannkraft eine Verzögerung der Rotationsbewegung. Diese Verzögerung wird maßgeblich vom Reibwert zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag mitbestimmt. Da die Beläge konstruktiv als Verschleißteile ausgelegt werden und die Reibwerte abhängig von der Festigkeit sind, sind diese generell weicher als die Bremsscheibe, d. h. die Beläge erfahren über Ihre Gebrauchsdauer eine Änderung der Belagstärke, sie verschleißen. Aus dieser Belagstärkenänderung ergibt sich die Notwendigkeit, dass eine Verschleißnachstellung die Änderung ausgleicht und somit ein konstantes Luftspiel einstellt. Ein konstantes Luftspiel wird benötigt, um die Ansprechzeiten der Bremse klein zuhalten, die Freigängigkeit der Bremsscheibe zu gewährleisten und eine Hubreserve für Grenzbelastungsfälle vorzuhalten.
Ein Beispiel einer Verschleißnachstellvorrichtung beschreibt das Dokument DE 10 2004 037 771 A1 . Dabei wird eine Antriebsdrehbewegung z. B. von einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, beispielsweise mit einer Kugelrampe, über eine kontinuierlich wirkende Kupplung (Rutschkupplung) auf eine Verstellspindel eines Gewindestempels weitergeleitet. Das Luftspiel wird dabei kontinuierlich eingestellt.
Systembedingt entsteht durch die schwimmend gelagerte Zuspanneinheit, der verschiebbar angeordneten Bremsbeläge und einen so genannten Scheibenschlag ein Schleifmoment, das auch Restschleifmoment genannt wird und der Rotationsbewegung der Bremsscheibe entgegenwirkt. Es kann in Abhängigkeit von seiner Größe einen erhöhten Kraftstoffbedarf des zugehörigen Fahrzeugs sowie einen erhöhten Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe zur Folge haben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse mit einer Messvorrichtung zur Schleifmomentmessung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
Es wird Scheibenbremse bereitgestellt, welche mit einer Messvorrichtung ausgestattet ist, die mindestens ein Messmodul für eine direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe und einem/einer Achsflansch/Achse eines der Scheibenbremse zuzuordnenden Fahrzeugs aufweist.
Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist eine Messvorrichtung zur Schleifmomentmessung zwischen einer Bremsscheibe und mindestens einem Bremsbelag der Scheibenbremse auf. Die Messvorrichtung weist mindestens ein erstes Messmodul für eine direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe und einem/einer Achsflansch/Achse eines der Scheibenbremse zuzuordnenden Fahrzeugs auf.
Es ergibt sich mit der Scheibenbremse mit der Messvorrichtung eine zuverlässig funktionierende Anordnung, mit der die relativ zu den auftretenden Bremsmomenten sehr kleinen Restschleifmomente messtechnisch unter Betriebsbedingungen (bei Normalbremsungen) erfasst werden können.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Messen eines Schleifmoments der beschriebenen Scheibenbremse weist folgende Verfahrensschritte auf: (S1) Ermitteln von Betriebszuständen der Scheibenbremse; (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments zwischen der Bremsscheibe der Scheibenbremse und der zugehörigen Achse bzw. des zugehörigen Achsflansches wenn ein erfasster Betriebszustand der Scheibenbremse ein Betriebszustand ohne Bremsbetätigung ist; und (S3) Auswerten der Messwerte als Schleifmoment der Scheibenbremse.
Damit wird vorteilhaft erreicht, dass unter Betriebsbedingungen die relativ kleinen Restschleifmomente erfasst werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführung ist die Bremsscheibe über einen Adapter mit dem/der Achsflansch/Achse des der Scheibenbremse zuzuordnenden Fahrzeugs gekoppelt, wobei die Bremsscheibe und der Adapter eine Bremsscheibenanordnung bilden, in welcher das mindestens eine erste Messmodul für die direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe und dem Adapter vorgesehen ist. Damit wird ein platzsparender Einbau ermöglicht.
In einer weiteren Ausführung weist der Adapter einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einer zuzuordnende Achse, einen Aufnahmeabschnitt zur Verbindung mit der Bremsscheibe und einen Mittelabschnitt, der den Befestigungsabschnitt und den Aufnahmeabschnitt verbindet, auf. Somit werden die Verbindungen zur Bremsscheibe und zum Achsflansch aufgeteilt, wodurch ein einfacher Austausch und ein platzsparender Aufbau möglich werden.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Aufnahmeabschnitt des Adapters mindestens ein Aufnahmeprofil zur Zusammenwirkung mit dem mindestens einen ersten Messmodul und Koppelprofile zur Kopplung mit Scheibenaufnahmeprofilen der Bremsscheibe aufweist, wobei das mindestens eine Aufnahmeprofil und die Koppelprofile für eine Aufnahme und/oder Lagerung der Bremsscheibe vorgesehen sind. Damit ist eine platzsparende Integration des mindestens einen Messmoduls in den Kraftfluss zwischen Bremsscheibe und Adapter ermöglicht. Außerdem kann die Bremsscheibe z. B. mittels eines Lagers, beispielsweise Dünnringlager, auf bzw. an dem Adapter relativ zu diesem verdrehbar gelagert sein.
In einer weiteren Ausführung weist mindestens ein Scheibenaufnahmeprofil der Bremsscheibe einen Anschlag zur Zusammenwirkung mit dem mindestens einen ersten Messmodul auf. Dabei ist das Messmodul am Adapter fixiert, wobei der Anschlag das Messmodul zur Krafteinleitung kontaktiert. Natürlich ist diese Anordnung auch umgekehrt möglich.
In einer noch weiteren Ausführung sind die Koppelprofile des Adapters und die Scheibenaufnahmeprofile der Bremsscheibe mit Überbrückungselementen, die ein vorher festlegbares Spiel aufweisen, gekoppelt. Dadurch wird eine Kraftübertragung vom Adapter auf die Bremsscheibe und umgekehrt ermöglicht.
Es ist dabei vorgesehen, dass das mindestens eine erste Messmodul für die direkte Drehmomentmessung für kleine Drehmomente im Bereich von Schleifmomenten ausgebildet ist und bei Überschreiten eines vorher festlegbaren Drehmoments mittels der Überbrückungselemente überbrückbar ist. Dazu ist das vorher festlegbare Spiel der Überbrückungselemente von Vorteil, innerhalb dessen die Drehmomentmessung stattfinden kann. Sobald größer Drehmomente, z. B. bei Bremsvorgängen, auftreten, ist das Spiel überbrückt und die Überbrückungselemente bilden eine Überbrückung des Messmoduls derart, dass der Kraftfluss dabei nicht mehr durch die Messmodule verläuft. Eine Beeinträchtigung, z. B. durch Überlastung, der Messaufnehmer ist somit verhindert.
In noch einer weiteren Ausführung ist der Aufnahmeabschnitt des Adapters in einer Scheibenbohrung der Bremsscheibe aufgenommen, was einen kompakten Aufbau ergibt.
In einer Ausführung weist das mindestens eine erste Messmodul ein Gehäuse mit einem Messaufnehmer, einem Federpaket und einem Befestigungselement auf. Das Federpaket weist vorzugsweise Tellerfedern auf. Messaufnehmer und Federpaket sind in dem Gehäuse axial verschiebbar und sind unter Vorspannung zusammengebaut und gehalten.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Messaufnehmer ein Krafteinleitungselement besitzt, welches aus dem Gehäuse hervorsteht. Damit ist es vorteilhaft möglich, dass der Messaufnehmer bei Überschreitung einer vorher festlegbaren Kraft, mit der das Krafteinleitungselement beaufschlagt ist, in das Gehäuse gegen die Kraft des Federpakets verschiebbar ist. Auf diese Weise verläuft der Kraftfluss kleiner Kräfte bedingt durch Schleifmomente, also kleine Drehmomente, durch den Messaufnehmer des Messmoduls. Bei größeren Drehmomenten entstehen größere Kräfte, bei denen das Krafteinleitungselement im Gehäuse versenkt wird. Dann verläuft der Kraftfluss durch das Gehäuse und natürlich durch die Überbrückungselemente, deren Spiel überbrückt ist.
In einer Ausführung ist der Messaufnehmer eine Kraftmessdose. Dies ist ein Bauteil, das auf dem Markt in hoher Qualität kostengünstig verfügbar ist.
In einer noch weiteren Ausführung weist das Gehäuse ein Befestigungselement zur Befestigung des mindestens einen ersten Messmoduls auf. Dies kann z. B. eine Schraube oder ein Gewindebolzen sein, womit eine einfache Fixierung möglich ist.
Außerdem ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung mindestens ein zweites Messmodul zur indirekten Drehmomentmessung in einem Bremsbelag oder/und einem Bremsbelagträger aufweist. Damit steht ein zweites Messsystem indirekt im Bremsbelag zur Verfügung, mit welchem Tangentialkräfte gemessen werden können, die als redundante Messwerte zur Verfügung stehen.
Hier ist das mindestens eine zweite Messmodul in dem Bremsbelagträger angeordnet ist und wirkt mit einem Bremsträger der Scheibenbremse zusammen. Dabei weist das mindestens eine zweite Messmodul einen Aufbau wie das mindestens eine erste Messmodul auf. Ein Befestigungselement ist nicht notwendig, da das zweite Messmodul in eine passende Bohrung eingesetzt werden kann, deren Boden einen axialen Anschlag bildet. Zur Sicherung kann z. B. eine Madenschraube verwendet werden.
In einer Ausführung des Verfahrens werden im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments Messwerte von mindestens drei Messmodulen erfasst. Es ist bevorzugt, dass drei Messmodule eingesetzt werden. Damit kann eine Messgenauigkeit erhöht werden.
In einer weiteren Ausführung erfolgt im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments ein Erfassen von Messwerten einer Tangentialkraft zwischen mindestens einem Bremsbelag oder/und Bremsbelagträger und dem Bremsträger der Scheibenbremse. Damit wird eine redundante Messung möglich, wobei die Genauigkeit und Zuverlässigkeit weiter erhöht wird.
Für eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments ein Erfassen von Signalwerten von Abstandsensoren zwischen Bremsbelagträger und einem reaktionsseitigen Sattelrücken eines Bremssattels und/oder zwischen Bremsbelagträger und Druckstücken bzw. Gewindestempeln auf der Zuspannseite der Scheibenbremse erfolgt.
In einer Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt (S3) Auswerten der Messwerte als Schleifmoment anhand des Auswertens eine Anzeige oder/und eine Weiterleitung von Daten zum Einleiten von Maßnahmen zum Verringern und Abstellen des gemessenen Schleifmoments an ein Bremssteuergerät erfolgt.
Nachdem z. B. durch das Bremssteuergerät Maßnahmen ergriffen worden sind, um das Schleifmoment abzustellen, können die Ergebnisse mit der Messvorrichtung überprüft werden, wobei die Maßnahmen wiederholt angewendet werden können. Auf diese Weise können Schleifmomente vollständig beseitigt werden.
Die Scheibenbremse bildet mit der Messvorrichtung zur Schleifmomentmessung eine zuverlässige Anordnung, wobei folgende Vorteile erreicht werden können:

– Erfassung der tatsächlich auftretenden Restschleifmomente
– Messung unter Betriebsbedingungen/Betriebsbremsungen
– Direkter Vergleich von Abstellmaßnahmen
– Redundanzmessungen der Reaktionskräfte im Bremsbelag

Die Erfindung wird nun anhand beispielhafter Ausführungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung;
2 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Messmoduls;
3 eine schematische Schnittansicht des Messmoduls nach 2;
4 eine schematische Perspektivansicht einer Bremsscheibe;
5 eine schematische Perspektivansicht eines Adapters;
6 eine schematische Perspektivansicht einer Bremsscheibenanordnung mit der Bremsscheibe nach 4 und dem Adapter nach 5;
7 eine schematische Seitenansicht der Bremsscheibenanordnung nach 6;
8 eine schematische Teilschnittansicht der Bremsscheibenanordnung nach 6;
9 eine schematische, vergrößerte Seitenansicht der Markierung IX der Bremsscheibenanordnung nach 7;
10 eine schematische Perspektivansicht eines Bremsbelags; und
11 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10.
Die Scheibenbremse 1 weist eine Bremsscheibe 2 mit einer Bremsscheibenachse 2a auf. Die Bremsscheibe 2 ist von einem, hier als Schwimmsattel ausgeführten, Bremssattel 4 übergriffen. Der Bremssattel 4 ist an einem Bremsträger 4a verschiebbar angebracht. Beiderseits der Bremsscheibe 2 ist ein Bremsbelag 3 mit jeweils einem Bremsbelagträger 3a angeordnet. Die Scheibenbremse 1 ist hier als zweistempelige Bremse mit zwei Spindeleinheiten 5 und 5' mit jeweils einem Gewindestempel 6, 6' ausgebildet. Die in 1 rechts befindliche Seite der Scheibenbremse 1 wird als Zuspannseite A und die links befindliche Seite wird als Belagschachtseite B bezeichnet.
Der zuspannseitige Bremsbelagträger 3a steht mit den Spindeleinheiten 5, 5' an Enden der Gewindestempeln 6, 6' über Druckstücke 6a, 6'a in Verbindung. Der andere, Bremsbelagträger 3a wird auch reaktionsseitiger Bremsbelagträger 3a genannt und ist auf der anderen Seite der Bremsscheibe 2 im Bremssattel 4 festgelegt. Die Gewindestempel 6, 6' sind jeweils in einer Traverse 7 in Gewinden verdrehbar angeordnet.
Die Traverse 7 und somit die Gewindestempel 6, 6' sind von einer Zuspannvorrichtung, hier ein nicht näher bezeichneter Bremsdrehhebel mit einer Schwenkachse rechtwinklig zu der Bremsscheibenachse 2a betätigbar und somit in Richtung der Bremsscheibenachse 2a verstellbar. Eine Bewegung auf die Bremsscheibe 2 wird als Zuspannbewegung bezeichnet, und eine Bewegung in Gegenrichtung wird Lösebewegung genannt. Eine nicht weiter erläuterte Rückstellfeder ist in der Mitte der Traverse 7 in einer entsprechenden Ausnehmung auf der belagseitigen Seite der Traverse 7 aufgenommen und stützt sich am Bremssattel 4 ab. Mittels der Rückstellfeder wird die Traverse 7 bei der Lösebewegung in die in 1 gezeigt gelöste Stellung der Scheibenbremse 1 verstellt.
Ein Abstand zwischen den Bremsbelägen 6 und der Bremsscheibe 2 in der gelösten Stellung wird als Lüftspiel bezeichnet. Infolge von Belag- und Scheibenverschleiß wird dieses Lüftspiel größer.
In diesem Beispiel ist eine Nachstelleinrichtung 8, die mit einem Mitnehmer 8' mittels einer Synchronisationseinheit gekoppelt ist, zur Verschleißnachstellung eines vorher festgelegten Luftspiels, das als Nominallüftspiel bezeichnet wird, vorgesehen. Unter dem Begriff „Nachstellung” ist eine Lüftspielverkleinerung zu verstehen. Das vorher festgelegte Lüftspiel ist durch die Geometrie der Scheibenbremse 1 bestimmt und weist ein so genanntes konstruktives Lüftspiel auf. Mit anderen Worten, die Verschleißnachstellvorrichtung 30 verkleinert ein vorhandenes Lüftspiel, wenn dieses in Bezug auf ein das vorher festgelegte Lüftspiel zu groß ist.
Die Nachstelleinrichtung 8 ist an der einen Spindeleinheit 5 koaxial zu dieser angeordnet. In dem gezeigten Beispiel ist die Nachstelleinrichtung 8 in den Gewindestempel 6 eingesetzt. Die Beschreibung einer solchen Nachstelleinrichtung 8 ist z. B. dem Dokument DE 10 2004 037 771 A1 zu entnehmen.
Der Mitnehmer 8' ist koaxial zu der anderen Spindeleinheit 5' in deren Gewindestempel 6' angeordnet, mit dem der Mitnehmer 8' steht in Wirkverbindung steht.
Die Nachstelleinrichtung 8 steht über einen nicht näher bezeichneten Antrieb mit dem Bremsdrehhebel in Zusammenwirkung. Eine Verstelldrehbewegung der Nachstelleinrichtung 8 wird über die Synchronisationseinheit 9 auf den Mitnehmer 8' übertragen. In diesem Beispiel ist die Synchronisationseinheit 9 mit einem Kettengetriebe ausgerüstet. Natürlich können auch andere Getriebe verwendet werden.
Die Scheibenbremse 1 kann unterschiedliche Kraftantriebe aufweisen. Der Bremsdrehhebel wird hier z. B. pneumatisch betätigt. Zu Aufbau und Funktion einer pneumatischen Scheibenbremse 1 mit weiterer ausführlicher Beschreibung wird auf das Dokument DE 40 32 886 A1 verwiesen.
Systembedingt kann durch den schwimmend gelagerten Bremssattel 4 mit Zuspanneinheit, durch die verschiebbar gelagerten Bremsbeläge 3 und auch durch einen so genannten Scheibenschlag der Bremsscheibe 2 ein Schleifmoment entstehen. Dabei liegt z. B. ein Bremsbelag 3 oder ein Teil eines Bremsbelags 3 noch an der Bremsscheibe 2 an und kann so ein Schleifmoment, das auch als Restschleifmoment bezeichnet wird, erzeugen. Das Restschleifmoment wirkt der Rotationsbewegung der Bremsscheibe 2 um die Bremsscheibenachse 2a entgegen. In 1 ist eine Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe 2 mit einem Pfeil angegeben, die beispielsweise bei Vorwärtsfahrt eines Fahrzeugs vorherrscht, das mit der Scheibenbremse 1 ausgerüstet ist. Dieser Pfeil zeigt dabei in die so genannte auslaufende Richtung.
Zur Erfassung eines solchen Schleifmoments weist die Scheibenbremse 1 die Messvorrichtung 10 auf.
Die Messvorrichtung 10 zur Schleifmomentmessung umfasst mindestens ein erstes Messmodul 11, eine Übertragungseinheit 12 und eine Auswerteeinheit 13.
Das erste Messmodul 11, welches unten noch ausführlich beschrieben wird, ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Bremsscheibe 2 und einem/einer nicht gezeigten Achsflansch/Achse eines Fahrzeugs, das die Scheibenbremse 1 aufweist angeordnet. Das Messmodul 11 erfasst ein Drehmoment im Kraftfluss zwischen der Bremsscheibe 2 und der Anbindung der Bremsscheibe 2 an den hier nicht gezeigten Achsflansch, an der die Scheibenbremse 1 angebracht ist. Die von dem Messmodul 11 erfassten Messwerte des Drehmoments werden von dem Messmodul 11 aufbereitet und als Messsignale an die Übertragungseinheit 12 übertragen. Dazu kann das Messmodul 11 entsprechende Messverstärker, Impulsformer, usw. aufweisen. Z. B. kann das Messmodul 11 die Messsignale digitalisieren und dann übertragen, wodurch eine hohe Störsicherheit gegeben ist.
Die Übertragungseinheit 12 überträgt eine Versorgungsenergie z. B. in Form von elektrischer Energie an das Messmodul 11 und empfängt die von dem Messmodul 11 aufbereiteten und gesendeten Messsignale. Das Messmodul 11 kann dazu z. B. nach Art einer RFID-Einheit ausgebildet sein. Natürlich ist es auch denkbar, dass das Messmodul 11 durch andere drahtlose Übertragung von der Übertragungseinheit 12 elektrische Energie zur Versorgung erhält.
Die Messsignale 12, welche von der Übertragungseinheit 12 empfangen werden, werden von der Übertragungseinheit 12 weiter zur Übertragung an die Auswerteeinheit 13 aufbereitet.
Die Auswerteeinheit 13 bearbeitet die so erhaltenen Messsignale zur Ausgabe an eine Anzeige für einen Fahrer des Fahrzeugs, das mit der Scheibenbremse 1 ausgerüstet ist. Die Auswerteeinheit 13 kann auch mit einem hier nicht gezeigten Bremssteuergerät der Scheibenbremse 1 verbunden sein und die ausgewerteten Messsignale dem Bremssteuergerät zur weiteren Verarbeitung zuleiten. Das Bremssteuergerät kann damit entsprechende Maßnahmen zum Abstellen eines schleifenden Bremsbelags 3 an der Bremsscheibe 2 einleiten, wie z. B. ein automatisches Zuspannen und Lösen der Scheibenbremse 1 im Stillstand des Fahrzeugs.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bremsscheibe 2 Bestandteil einer Bremsscheibenanordnung 20, die unten im Zusammenhang mit 6 und 7 noch näher erläutert wird. Dabei ist die Bremsscheibe 2 mit dem nicht gezeigten Achsflansch über einen Adapter 21 gekoppelt. Hierbei sind bevorzugt drei erste Messmodule 11 in der Bremsscheibenanordnung 20 zwischen der Bremsscheibe 2 und dem Adapter 21 angeordnet.
1 zeigt außerdem ein zweites Messmodul 11', welches hier im zuspannseitigen Bremsbelag 3 gezeigt angeordnet ist. Ein weiteres zweites Messmodul 11' kann im reaktionsseitigen Bremsbelag 3 angeordnet sein. Das zweite Messmodul 11' erfasst eine Reaktionskraft zwischen dem Bremsbelag 3 bzw. Bremsbelagträger 3a und dem Bremsträger 4a, an welchem sich der Bremsbelag 3 bzw. Bremsbelagträger 3 auslaufend abstützt. Diese Reaktionskraft entsteht außer beim Bremsen auch bei einem vorhandenen Schleifmoment durch ein Reaktionsmoment. Dabei wird der schleifende Bremsbelag 3 durch die dabei auftretenden Reibkräfte in Tangentialrichtung der Bremsscheibe 2 mitgenommen und gegen den Bremsträger 4a gedrückt. Die dabei erzeugte Reaktionskraft kann mit dem/den weiterem/weiteren Messmodul/Messmodulen 11' erfasst werden.
Damit ist die Messvorrichtung 10 als redundantes Messsystem ausgebildet. Die ersten Messmodule 11 erfassen in direkter Messung Schleifmomente an der Bremsscheibe 2 und in indirekter Messung Schleifmomente als Reaktionsmomente zwischen dem/den Bremsbelag/Bremsbelägen 3 und dem Bremsträger 4a.
Alle Messmodule 11, 11' stehen in Zusammenwirkung mit der Übertragungseinheit 12. Aus den jeweiligen Messsignalen wird in der Auswerteeinheit 13 das aktuelle Schleifmoment ausgewertet.
In beiden Fällen ist das Basismesssystem mit dem Messmodul 11 so ausgelegt, dass mittels z. B. entsprechender Kraftmessdosen kleine Kräfte erfasst werden können, wobei es bei einem Überschreiten des maximalen Messbereichs dieser Kraftmessdosen zu einer mechanischen Überbrückung des Kraftflusses kommt, so dass dadurch größere Kräfte übertragen werden können ohne die Kraftmessdosen zu überlasten bzw. zu schädigen.
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Messmoduls 11. 3 zeigt dazu eine schematische Schnittansicht des Messmoduls 11 nach 2.
Das Basismessmodul bzw. Messmodul 11 umfasst ein zylinderförmiges Gehäuse 14, einen Messaufnehmer 15, ein Federpaket 17 und ein Befestigungselement 18.
Eine Längsachse des Messmoduls 11 ist mit dem Bezugszeichen 11a versehen. Das kreiszylinderförmige Gehäuse 14 weist einen kreiszylinderförmigen Innenraum 14a mit einer Frontöffnung 14b und einer Befestigungsöffnung 14c in einer der Frontöffnung 14b gegenüberliegenden Rückwand 14d auf. Außerdem ist die Wand des Gehäuses 14 ausgehend von der Frontöffnung 14b in Richtung der Längsachse 11a mit einer nicht bezeichneten langlochförmigen Ausnehmung durchbrochen, welche sich etwa über die halbe Länge des Gehäuses 14 erstreckt.
In dem kreiszylinderförmigen Innenraum 14a des Gehäuses 14 ist das Befestigungselement 18, hier ein Gewindebolzen mit einem Kopfabschnitt 18a und einem Gewindeabschnitt 18b, eingesetzt. Dabei ist ein Außendurchmesser des Kopfabschnitts 18a größer als die Befestigungsöffnung 14c, so dass der Kopfabschnitt 18a des Befestigungselementes 18 an der Rückwand 14d des Gehäuses 14 im Innenraum 14a anliegt und sich der Gewindeabschnitt 18b des Befestigungselementes 18 durch die Befestigungsöffnung 14c in Richtung der Längsachse 11a nach außen hin erstreckt. Das Befestigungselement 18 ist in dem Gehäuse 14 mittels einer auf den Gewindeabschnitt 18b aufgebrachten Mutter 19 axial gehalten und gesichert. Die Mutter 19 kann z. B. eine Sicherungsmutter oder/und mit entsprechenden Sicherungselementen gegen Lösen kombiniert sein. Mittels des Gewindeabschnitts 18b des Befestigungselementes 18 kann das Messmodul 11 in einem Messaufbau, der unten noch ausführlich (9) beschrieben wird, fixiert werden.
Ausgehend von dem Kopfabschnitt 18a des Befestigungselementes 18 sind in dem Innenraum 14a des Gehäuses 14 das Federpaket 17 und der Messaufnehmer 15 aneinanderliegend und sich gegenseitig kontaktierend unter axialer Vorspannung, die unten noch erläutert wird, angeordnet.
Das Federpaket 17 ist hier mit Tellerfedern ausgebildet. Zwischen dem Messaufnehmer 15 und dem Federpaket 17 ist ein Zwischenring 17a angeordnet. Ebenfalls ist ein Zwischenring 17b zwischen dem Federpaket 17 und dem Kopfabschnitt 18a des Befestigungselementes 18 vorgesehen.
Der Messaufnehmer 15 ist hier als eine Kraftmessdose in Miniaturbauweise ausgebildet und weist ein auf, das von einer Frontseite 15b des Messaufnehmers 15 hervorsteht. Eine Rückseite 15c des Messaufnehmers 15 steht in Kontakt mit dem Zwischenring 17a des Federpakets 17. Ein nur schematisch angedeuteter Anschluss 15d des Messaufnehmers 15 steht radial von der Wandung des Messaufnehmers 15 hervor und erstreckt sich radial durch die langlochförmige Ausnehmung (2) der Wandung des Gehäuses 14.
Der Messaufnehmer 15 und das Federpaket 17 mit den Zwischenringen 17a, b sind in dem Innenraum 14a des Gehäuses 14 axial verschiebbar angeordnet. Dabei ist der Messaufnehmer 15 beim Einbau in den Innenraum 14a des Gehäuses 14 gegen die Axialkraft des Federpakets 17 gedrückt von einem Sicherungsring 16 unter axialer Vorspannung gehalten. Mittels des Befestigungselementes 18 und der Mutter 19 kann die Vorspannung noch variiert werden. Der Sicherungsring 16 ist im Bereich der Frontöffnung 14b des Gehäuses 14 in eine in die Wand des Innenraums 14a eingeformte Nut eingesetzt und kontaktiert die Frontseite 15b des Messaufnehmers 15. Dabei steht das zapfenförmige Krafteinleitungselement 15a in axialer Richtung der Längsachse 11a um eine bestimmte axiale Länge aus der Frontöffnung 14b hervor, was besonders in 3 deutlich zu erkennen ist.
In dem unten noch näher beschriebenen Messaufbau ist das Messmodul 11 fixiert. Eine Krafteinleitung in das Messmodul 11 erfolgt über das Krafteinleitungselement 15a in den Messaufnehmer 15 in Richtung der Längsachse 11a. Eine krafteinleitende Fläche, z. B. der Bremsscheibe 2 (Anschlag 22c in 9), die das Krafteinleitungselement 15a kontaktiert, ist größer als die Frontöffnung 14b des Gehäuses 14. Dabei wird der Messaufnehmer 15 bei steigender Krafteinleitung gegen das Federpakt 17 axial verschoben, bis der maximale Kraftmessbereich des Messaufnehmers 15 erreicht wird. In diesem Punkt ist das Krafteinleitungselement 15a axial in den Innenraum 14a des Gehäuses 14 verschoben, so dass die krafterfassende vordere Kontaktfläche des Krafteinleitungselementes 15 mit der Frontseite des Gehäuses 14 an der Frontöffnung 14b fluchtet und die krafteinleitende Fläche an dem Rand der Frontöffnung 14b des Gehäuses 14 zur Auflage kommt. Dabei wird der Kraftfluss durch die angrenzenden Bauteile so geführt, dass eine Kraftflussüberbrückung des Messaufnehmers 15 stattfindet. Das Federpaket 17 muss dabei auf den Messbereich des Messaufnehmers 15 abgestimmt sein.
Im Folgenden wird der Messaufbau mit dem ersten Messmodul 11 erläutert. Dazu zeigt 4 eine schematische Perspektivansicht der Bremsscheibe 2. 5 stellt eine schematische Perspektivansicht eines Adapters 21 dar. In 6 ist eine schematische Perspektivansicht einer Bremsscheibenanordnung 20 mit der Bremsscheibe 2 nach 4 und dem Adapter 21 nach 5 gezeigt. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht der Bremsscheibenanordnung 20 nach 6.
Bei diesem Messaufbau für die direkte Messung des Schleifmoments der Bremsscheibe 2 mit der Messvorrichtung 10 weist der Messaufbau die Bremsscheibenanordnung 20 (6). Die Bremsscheibenanordnung 20 umfasst die hier aus zwei Teilen bestehende Bremsscheibe 2 mit einem Adapter 21. Die Bremsscheibe 2 weist in ihrer Scheibenbohrung 2b ein Scheibenaufnahmeprofil 22, welches mit einem Aufnahmeprofil 24 des Adapters 21 als Gegenstück kommuniziert. In 4 ist die Bremsscheibe 2 mit dem Scheibenaufnahmeprofil 22 gezeigt, wobei mehrere am Umfang der Innenbohrung 2b verteilte Scheibenaufnahmeprofile 22 angeordnet sind, die jeweils zwei Zahnabschnitte 22a aufweisen. Zwischen den Zahnabschnitten 22a ist ein Bogenabschnitt 22b angeordnet, der die Zahnabschnitte 22a an ihren Füßen verbindet.
Der in 5 dargestellte Adapter 21 weist einen Flansch als Befestigungsabschnitt 21 zur Befestigung an dem Achsflansch des zugeordneten Fahrzeugs auf. Ein dem Befestigungsabschnitt 21 gegenüberliegender Aufnahmeabschnitt 21a ist durch einen zylinderförmigen Mittelabschnitt 21c mit dem Befestigungsabschnitt 21 verbunden. Der Aufnahmeabschnitt 21b ist an seinem Umfang mit sich radial nach außen erstreckenden Aufnahmeprofilen 24 und Koppelprofilen 24a ausgebildet. Hierbei sind drei Aufnahmeprofile 24 mit Messmodulaufnahmen 23 vorgesehen.
Die Aufnahmeprofile 24 und die Koppelprofile 24a weisen einen gleichen Außendurchmesser auf. Ihre Oberseiten weisen alle den gleichen Außendurchmesser auf und sind zum Mittelabschnitt 21c hin mit jeweils einem sich radial nach außen erstreckenden Steg versehen. Die Koppelprofile 24a sind jeweils in ihrer Mitte mit einem Hohlraum versehen, der nach oben und zur Außenseite des Aufnahmeabschnitts 21b hin weisend in radialer Richtung geöffnet ist und einen in etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Im Gegensatz zu den Koppelprofilen 24a sind die Aufnahmeprofile in axialer Länge etwa halb so lang wie die Koppelprofile 24a, wobei die zum Mittelabschnitt 21c zeigenden Rückseiten mit denjenigen der Koppelprofile 24a fluchten. Die zur Außenseite des Aufnahmeabschnitts 21b weisenden Seiten der Aufnahmeprofile 24 sind vom Rand des Aufnahmeabschnitts 21b axial zum Mittelabschnitt 21c hin um etwa die halbe axiale Länge der Koppelabschnitte 24a versetzt, so dass sich vom Rand des Aufnahmeabschnitts 21b bis zu den Aufnahmeprofilen 24 ein Freiraum ergibt, in welchem ein Messmodul 11 angeordnet wird (siehe 7 und 9).
Die Messmodulaufnahme 23 ist als Steg ausgebildet, der sich hier in 5 an der linken Kante eines Aufnahmeprofils 24 vom Randbereich des Aufnahmeabschnitts 21b längs des für das Messmodul 11 bestimmten Freiraums axial bis an das Aufnahmeprofil 24 erstreckt und mit diesem verbunden ist. Die Messmodulaufnahme 23 weist eine Bohrung zur Befestigung des Messmoduls 11 auf (siehe 8 und 9), wobei das Messmodul 11 tangential zum Aufnahmeabschnitt 21b angeordnet wird.
Der Aufnahmeabschnitt 21b dient zur Befestigung des Adapters 21 in der Bremsscheibe 2, was 6 und 7 darstellen. Der Aufnahmeabschnitt 21b ist dabei in der Scheibenbohrung 2b der Bremsscheibe 2 so eingesetzt, dass die Scheibenaufnahmeprofile 22 der Bremsscheibe 2 in den Zwischenräumen zwischen den Aufnahmeprofilen 24 und Koppelprofilen 24a des Aufnahmeabschnitts 21b des Adapters 21 angeordnet sind. Dabei sind drei Messmodule 11 regelmäßig am Umfang des Aufnahmeabschnitts 21b des Adapters 21 und der Scheibenbohrung 2b der Bremsscheibe 2 verteilt angebracht, wie 7 zeigt. Die drei Messmodule 11 sind dabei in der Bremsscheibenanordnung 20 so angeordnet, dass eine Dreipunktauflagerung vorliegt und die Drehmomente der Bremsscheibe 2 tangential auf die Messmodule 11 übertragen werden.
8 zeigt eine schematische Teilschnittansicht der Bremsscheibenanordnung 30 nach 6, und 9 stellt eine schematische, vergrößerte Seitenansicht der Markierung IX der Bremsscheibenanordnung 20 nach 7 dar.
Die Bremsscheibe 2 ist auf den Aufnahmeprofilen 24 und Koppelprofilen 24a des Adapters 21 mittels eines Dünnringlagers 25 verdrehbar gelagert und dadurch gegenüber dem Adapter 21 rotatorisch beweglich, wie in 8 zu erkennen ist. Das Dünnringlager 25 ist auf dem Außendurchmesser bzw. den Oberflächen der Aufnahmeprofilen 24 und Koppelprofilen 24a des Adapters 21 zwischen den jeweiligen Stegen und einer Schulter in der Scheibenbohrung 2b der Bremsscheibe 2 angeordnet. Außerdem ist die Bremsscheibe 2 auf dem Adapter 21 axial durch ein Axialsicherungselement 26, das am Umfang des Aufnahmeabschnitts 21b des Adapters 21 in einer Nut angeordnet ist, gesichert gehalten.
In 8 ist außerdem die sich axial, d. h. parallel zur Bremsscheibenachse 2a erstreckende Messmodulaufnahme 23 zu erkennen, in der das Messmodul 11 mit seinem Befestigungselement 18 befestigt ist. Dies ist in 9 in einer Seitenansicht vergrößert dargestellt. Der Gewindeabschnitt 18b des Befestigungselementes 18 des Messmoduls 11 erstreckt sich mit seinem freien Ende durch die Bohrung der Messmodulaufnahme 23 und ist beidseitig mit Muttern 19a und 19b fixiert. Mit diesen Muttern 19a, 19b ist auch eine axiale Position des Messmoduls 11 in dessen Längsachse 11a einstellbar. Es können für eine Positionseinstellung des Messmoduls 11 in dessen Längsachse 11a auch Abstandshülsen oder/und -scheiben Verwendung finden.
8 zeigt weiterhin, dass das Krafteinleitungselement 15a mit einem Anschlag 22c in Zusammenwirkung steht. Der Anschlag 22c ist mit einem Zahnabschnitt 22a des zugeordneten Scheibenaufnahmeprofils 22 der Bremsscheibe 2 verbunden und erstreckt axial in Richtung der Bremsscheibenachse 2a. Die Kontaktfläche des Anschlags 22c, die mit dem Krafteinleitungselement 15a des Messmoduls 11 zusammenwirkt, verläuft parallel zu der Messmodulaufnahme 23 des Adapters 21.
Die rotatorische Bewegungsmöglichkeit der Bremsscheibe 2 auf dem Adapter 21 mittels des Dünnringlagers 25 ist durch ein entsprechendes Spiel in Überbrückungselementen 27 (9) begrenzt. Die Überbrückungselemente 27 übertragen das entsprechende Bremsmoment von den Scheibenaufnahmeprofilen 22 der Bremsscheibe 2 auf die Koppelprofile 24a des Adapters 21 und somit auf die Achse des zugehörigen Fahrzeugs. Die Überbrückungselemente 27 weisen dazu einerseits ein zu den Scheibenaufnahmeprofilen 22 der Bremsscheibe 2 passendes Profil und anderseits ein mit den Koppelprofilen 24a des Adapters 21 kommunizierendes Profil auf. Außerdem sind diese Profile der Überbrückungselemente 27 mit einem bestimmten Spiel in Tangentialrichtung der Bremsscheibe 2 ausgebildet, welches so eingestellt ist, dass kleine Drehmomente der Bremsscheibe 2, d. h. Momente in Größenordnung von Schleifmomenten, über die Anschläge 22c in die Krafteinleitungselemente 15a der Messaufnehmer 15 der Messmodule 11 eingeleitet werden und gegen die Federpakete 17 arbeiten müssen. Ab einem bestimmten Drehmoment werden die Messaufnehmer 15 der Messmodule 11 in ihren Gehäusen 14 wie oben beschrieben versenkt, das Spiel der Überbrückungselemente 27 wird überbrückt, und die Momente der Bremsscheibe 2 werden über die Scheibenaufnahmeprofile 22 auf die Koppelprofile 24a des Adapters 21 übertragen. Das bestimmte Spiel der Übertragungselemente 27 muss an die Kennlinie der Federpakete 17 angepasst sein. Dabei sind auch die Messbereiche der Messaufnehmer 15 der Messmodule 11 zu berücksichtigen.
In 10 ist eine schematische Perspektivansicht eines Bremsbelags 3 dargestellt.
Der Bremsbelag 3 ist hier mit zweiten Messmodulen 11' ausgerüstet. In diesem Beispiel eines zweiten Messsystems für die Messvorrichtung 10 zur indirekten Erfassung eines Schleifmoments sind zwei zweite Messmodule 11' in dem Bremsbelagträger 3a des Bremsbelags 3 im Bereich einer Seite des Bremsbelagträgers 3a eingebracht. Diese Seite des Bremsbelagträgers 3a ist diejenige, mit welcher sich der Bremsbelagträger 3a im Bremsträger 4a abstützt, um die Bremsmomente in die Fahrzeugkarosserie abzuleiten. Die Krafteinleitungselemente 15a sind wie oben beschrieben aus den Gehäusen 14 der Messmodule 11' hervorstehend angeordnet und kontaktieren ein so genanntes Bremsträgerhorn des Bremsträgers 4a der Scheibenbremse 1. Im Rahmen der jeweiligen Federpaketkennlinien können diese zweiten Messmodule 11' Tangentialkräfte am Bremsbelag 3 bzw. Bremsbelagträger 3a erfassen, die durch Schleifmomente erzeugt werden. Nach Überschreiten einer Maximallkraft der Tangentialkräfte, z. B. bei einem Bremsvorgang, erfolgt eine Anlage der Seite des Bremsbelagträgers 3a am Bremsträger 4a, wobei die Krafteinleitungselemente 15a zuvor in den Gehäusen 14 der zweiten Messmodule 11' versenkt wurden.
Somit erfolgt dann eine Kraftflussüberbrückung durch Anlage der Seite des Bremsbelagträgers 3a am Bremsträger 4a.
Der Aufbau der zweiten Messmodule 11' entspricht dem Aufbau der Messmodule 11 bis auf das Befestigungselement 18. Die zweiten Messmodule 11' können auf vielfältige andere Art und Weise in Aufnahmebohrungen des Bremsbelagträgers 3a fixiert werden.
Weiterhin zeigt 10 zwei Abstandsensoren 28, die in dem Rücken des Bremsbelagträgers 3a eingesetzt sind. Mit Hilfe dieser Abstandsensoren 28 kann der Abstand jeweils zum Sattelrücken beim reaktionsseitigen Bremsbelagträger 3a bzw. zu den Druckstücken 6a, 6'a auf der Zuspannseite erfasst werden.
Schließlich ist in 11 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
Das Verfahren zum Messen eines Schleifmoments einer Scheibenbremse weist einen ersten Verfahrensschritt S1 auf, in welchem ein Betriebszustand der Scheibenbremse 1 erfasst wird. Dabei können z. B. Signale und Daten eines Bremssteuergerätes der Scheibenbremse sowie Fahrzeugdaten wie z. B. Fahrzustand zur Auswertung kommen.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird ein Drehmoment zwischen der Bremsscheibe 2 der Scheibenbremse 1 und der zugehörigen Achse bzw. des zugehörigen Achsflansches direkt gemessen, wenn ein Betriebszustand ohne Bremsbetätigung vorliegt. Dabei wird der oben beschriebene Messaufbau mit der Bremsscheibenanordnung 20 mit dem Adapter 21 verwendet. Es werden drei Messsignale von jeweils einem Messmodul 11 erfasst. Außerdem wird bei Überschreiten eines Maximalwertes des Drehmoments eine Kraftflussüberbrückung der Drehmomenterfassung vorgenommen.
In einer Variante werden Tangentialkräfte zwischen mindestens einem Bremsbelagträger 3a und dem Bremsträger 4a der Scheibenbremse 1 zum indirekten Messen des Schleifmoments erfasst. Außerdem können Signalwerte von Abstandsensoren 28 zwischen Bremsbelagträger 3a und dem reaktionsseitigen Sattelrücken des Bremssattels 4 und/oder zwischen Bremsbelagträger 3a und den Druckstücken 6a, 6'a bzw. den Gewindestempeln 6, 6' auf der Zuspannseite der Scheibenbremse 1 erfasst werden.
Ein Auswerten der Messsignale als Schleifmoment der Scheibenbremse erfolgt in einem dritten Verfahrensschritt S3. Es können ein Messsignal oder mehrere Messsignale der direkten Messung ausgewertet werden. Außerdem ist es möglich, anhand der Messsignale der indirekten erfassten Messwerte sowohl von den Tangentialkräften als auch von den Messsignalen der Abstandsensoren 28 das aktuelle Schleifmoment zu bestimmen bzw. einen Messwert des aktuellen Schleifmoments der Scheibenbremse 1 mit hoher Genauigkeit anzugeben.
In dem dritten Verfahrensschritt S3 kann zudem der erfasste Messwert des aktuellen Schleifmoments für weitere Maßnahmen weiter verwendet werden. Weitere Maßnahmen sind beispielsweise Anzeigen des Schleifmoments für einen Fahrer des Fahrzeugs mit der Scheibenbremse 1 und/oder Einleiten von Bremsungen während eines Stillstands des Fahrzeugs u. dgl. Außerdem kann nach solchen Maßnahmen mittels des Verfahrens festgestellt werden, ob diese Maßnahmen das Schleifmoment verringert oder abgestellt haben.
Die Messvorrichtung 10 ist zur Messung eines Schleifmoments einer pneumatisch zugespannte Scheibenbremsen im Nutzfahrzeugbereich gestaltet, kann jedoch auch bei allen anderen Anwendungen, wo Erfassung und Messung eines Schleifmoments einer Bremse notwendig ist, zum Einsatz kommen.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränken die Erfindung nicht, welche im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar ist.
So ist es z. B. möglich, dass die Befestigung des Messmoduls (11) an einem Scheibenaufnahmeprofil 22 der Bremsscheibe 2 vorgesehen ist, wobei dann der Anschlag 22c zur Zusammenwirkung mit dem Krafteinleitungselement 15a des Messaufnehmers 15 an dem Aufnahmeprofil 24 des Adapters 21 angeordnet ist.
So ist es auch denkbar, dass jedes Messmodul 11, 11' mit einer eigenen Übertragungseinheit 12 zusammenwirkt.
Die Übertragungseinheit(en) kann (können) auch zusammen mit der Auswerteeinheit ausgebildet sein oder allein oder zusammen mit der Auswerteeinheit einen Bestandteil eines Bremssteuergerätes bilden.
Es ist möglich, dass der Messaufnehmer 15 mit einem eigenen Messverstärker und einer eigenen Messdatenaufbereitungseinheit ausgebildet ist.
Der Anschluss 15d des Messaufnehmers 15 kann mit einer weiteren separaten, sich drehenden Übertragungseinheit verbunden sein, die mit der stationären Übertragungseinheit 12 drahtlos oder auf andere Weise verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Scheibenbremse
2: Bremsscheibe
2a: Bremscheibenachse
2b: Scheibenbohrung
3: Bremsbelag
3a: Bremsbelagträger
4: Bremssattel
4a: Bremsträger
5, 5': Spindeleinheit
6, 6': Gewindestempel
6a, 6'a: Druckstück
8: Nachstelleinrichtung
8': Mitnehmer
9: Synchronisationseinheit
10: Messvorrichtung
11, 11': Messmodul
11a: Längsachse
12: Übertragungseinheit
13: Auswerteeinheit
14: Gehäuse
14a: Innenraum
14b: Frontöffnung
14c: Befestigungsöffnung
14d: Rückwand
15: Messaufnehmer
15a: Krafteinleitungselement
15b: Frontseite
15c: Rückseite
15d: Anschluss
16: Sicherungsring
17: Federpaket
17a, 17b: Zwischenring
18: Befestigungselement
18a: Kopfabschnitt
18b: Gewindeabschnitt
19, 19a, 19b: Mutter
20: Bremsscheibenanordnung
21: Adapter
21a: Befestigungsabschnitt
21b: Aufnahmeabschnitt
21c: Mittelabschnitt
21d: Adapterbohrung
22: Scheibenaufnahmeprofil
22a: Zahnabschnitt
22b: Bogenabschnitt
22c: Anschlag
23: Messmodulaufnahme
24: Aufnahmeprofil
24a: Koppelprofil
25: Dünnringlager
26: Axialsicherungselement
27: Überbrückungselement
28: Abstandsensor
S1...S3: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004037771 A1 [0004, 0052]
DE 4032886 A1 [0055]

Claims

Scheibenbremse (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Messvorrichtung (10) zur Schleifmomentmessung zwischen einer Bremsscheibe (2) und mindestens einem Bremsbelag (3) der Scheibenbremse (1), wobei die Messvorrichtung (10) mindestens ein erstes Messmodul (11) für eine direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe (2) und einem/einer Achsflansch/Achse eines der Scheibenbremse (1) zuzuordnenden Fahrzeugs aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (2) über einen Adapter (21) mit dem/der Achsflansch/Achse des der Scheibenbremse (1) zuzuordnenden Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Bremsscheibe (2) und der Adapter (21) eine Bremsscheibenanordnung (20) bilden, in welcher das mindestens eine erste Messmodul (11) für die direkte Drehmomentmessung zwischen der Bremsscheibe (2) und dem Adapter (21) vorgesehen ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (21) einen Befestigungsabschnitt (21a) zur Befestigung an einer zuzuordnende Achse, einen Aufnahmeabschnitt (21b) zur Verbindung mit der Bremsscheibe (2) und einen Mittelabschnitt (21c), der den Befestigungsabschnitt (21a) und den Aufnahmeabschnitt (21b) verbindet, aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (21b) des Adapters (21) mindestens ein Aufnahmeprofil (24) zur Zusammenwirkung mit dem mindestens einen ersten Messmodul (11) und Koppelprofile (24a) zur Kopplung mit Scheibenaufnahmeprofilen (22) der Bremsscheibe (2) aufweist, wobei das mindestens eine Aufnahmeprofil (24) und die Koppelprofile (24a) für eine Aufnahme und/oder Lagerung der Bremsscheibe (2) vorgesehen sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Scheibenaufnahmeprofil (22) der Bremsscheibe (2) einen Anschlag (22c) zur Zusammenwirkung mit dem mindestens einen ersten Messmodul (11) aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelprofile (24a) des Adapters (21) und die Scheibenaufnahmeprofile (22) der Bremsscheibe (2) mit Überbrückungselementen (27), die ein vorher festlegbares Spiel aufweisen, gekoppelt sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Messmodul (11) für die direkte Drehmomentmessung für kleine Drehmomente im Bereich von Schleifmomenten ausgebildet ist und bei Überschreiten eines vorher festlegbaren Drehmoments mittels der Überbrückungselemente (27) zwischen der Bremsscheibe (2) und dem Adapter (21) überbrückbar ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (21b) des Adapters (21) in einer Scheibenbohrung (2b) der Bremsscheibe (2) aufgenommen ist.
Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Messmodul (11) ein Gehäuse (14) mit einem Messaufnehmer (15), einem Federpaket (17) und einem Befestigungselement (18) aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket (17) Tellerfedern aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (15) ein Krafteinleitungselement (15a) besitzt, welches aus dem Gehäuse (14) hervorsteht.
Messvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (15) bei Überschreitung einer vorher festlegbaren Kraft, mit der das Krafteinleitungselement (15a) beaufschlagt ist, in das Gehäuse (14) gegen die Kraft des Federpakets (17) verschiebbar ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (15) eine Kraftmessdose ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) ein Befestigungselement (18) zur Befestigung des mindestens einen ersten Messmoduls (11) aufweist.
Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (10) mindestens ein zweites Messmodul (11') zur indirekten Drehmomentmessung in einem Bremsbelag (3) oder/und einem Bremsbelagträger (3a) aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Messmodul (11') in dem Bremsbelagträger (3a) angeordnet ist und mit einem Bremsträger (4a) der Scheibenbremse (1) zusammenwirkt.
Messvorrichtung nach 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Messmodul (11') einen Aufbau wie das mindestens eine erste Messmodul (11) aufweist.
Verfahren zum Messen eines Schleifmoments einer Scheibenbremse (1) nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: (S1) Ermitteln von Betriebszuständen der Scheibenbremse (1); (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments zwischen der Bremsscheibe (2) der Scheibenbremse (1) und der zugehörigen Achse bzw. des zugehörigen Achsflansches wenn ein erfasster Betriebszustand der Scheibenbremse (1) ein Betriebszustand ohne Bremsbetätigung ist; und (S3) Auswerten der Messwerte als Schleifmoment der Scheibenbremse (1).
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments Messwerte von mindestens drei Messmodulen (11) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments ein Erfassen von Messwerten einer Tangentialkraft zwischen mindestens einem Bremsbelag (3) oder/und Bremsbelagträger (3a) und dem Bremsträger (4a) der Scheibenbremse (1) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S2) Erfassen von Messwerten eines Drehmoments ein Erfassen von Signalwerten von Abstandsensoren (28) zwischen Bremsbelagträger (3a) und einem reaktionsseitigen Sattelrücken eines Bremssattels (4) und/oder zwischen Bremsbelagträger (3a) und Druckstücken (6a, 6'a) bzw. Gewindestempeln (6, 6') auf der Zuspannseite der Scheibenbremse (1) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt (S3) Auswerten der Messwerte als Schleifmoment anhand des Auswertens eine Anzeige oder/und eine Weiterleitung von Daten zum Einleiten von Maßnahmen zum Verringern und Abstellen des gemessenen Schleifmoments an ein Bremssteuergerät erfolgt.