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Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, Anhängers oder Sattelaufliegers, mit wenigstens zwei Bremsbelägen zum Verzögern des Nutzfahrzeugs, wobei jeder der wenigstens zwei Bremsbeläge mit einer Verschleißkontakteinheit derart verbunden ist, dass ein elektrischer Leiter der Verschleißkontakteinheit ab einem bestimmten Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelags unterbrochen ist, und wobei die Verschleißkontakteinheiten untereinander in Reihe elektrisch leitend verbunden sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens eines Verschleißzustands von wenigstens zwei Bremsbelägen einer Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs, mit wenigstens zwei jeweils mit einem Bremsbelagverbundenen Verschleißkontakteinheiten,
wobei jeder der wenigstens zwei Bremsbeläge mit einer Verschleigkontakteinheit derart verbunden ist, dass ein elektrischer Leiter der Verschleißkontakteinheit ab einem bestimmten Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelags unterbrochen ist.
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Es sind bereits Bremsanlagen für Nutzfahrzeuge mit mehreren Bremsen, insbesondere von Scheibenbremsen oder Trommelbremsen bekannt. Jede Bremse weist dabei wenigstens einen Bremsbelag auf, der gegen ein sich relativ zum jeweiligen Bremsbelag drehendes Teil der Bremse gepresst werden kann. Das sich relativ zum Bremsbelag drehende Teil der Bremse ist insbesondere eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel. Auf diese Weise wird Reibung erzeugt und das Nutzfahrzeug abgebremst. Die Bremsbeläge sind dabei einem entsprechenden Verschleiß unterworfen, weshalb die Bremsbeläge in regelmäßigen Abständen durch neue Bremsbeläge ersetzt werden müssen.
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Nutzfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere solche zum Gütertransport über den öffentlichen Straßenverkehr. Entsprechende Nutzfahrzeuge können selbst motorisch angetrieben sein, wie dies etwa bei Lastkraftwagen der Fall ist. Die Nutzfahrzeuge können insbesondere aber auch von einem Kraftfahrzeug gezogen werden. Bei entsprechenden Nutzfahrzeugen kommen insbesondere Anhänger und Sattelauflieger in Betracht. Nutzfahrzeuge für den Transport von Gütern über den öffentlichen Straßenverkehr weisen meist mehrere gebremste Achsen auf, wobei jede gebremste Achse wenigstens eine, in der Regel zu beiden Seiten jeweils eine, Bremse trägt. Die Bremsanlagen von Nutzfahrzeugen weisen somit eine entsprechend große Anzahl von Bremsbelägen auf. Nutzfahrzeuge mit drei mittels Scheibenbremsen oder Trommelbremsen gebremsten Achsen weisen regelmäßig zwölf Bremsbeläge auf.
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Damit trotzdem ohne größeren Aufwand festgestellt werden kann, ob einer der Bremsbeläge soweit verschlissen ist, dass er ausgetauscht werden sollte, ist bereits vorgeschlagen worden, die Bremsbeläge mit Verschleißkontakteinheiten zu verbinden. Die Verschleißkontakteinheiten weisen elektrische Leiter auf, die in die Bremsbeläge eingearbeitet sind. Wird ein Bremsbelag abgenutzt, so wird bei einem bestimmten Grad des Verschleißes der elektrische Leiter durchtrennt. Die Verschleißkontakteinheiten, insbesondere die elektrischen Leiter der unterschiedlichen Bremsbeläge sind untereinander in Reihe geschaltet und sowohl untereinander als auch mit einem Steuergerät des Nutzfahrzeugs elektrisch verbunden.
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Ist einer der Bremsbeläge soweit verschlissen, dass der Leiter der zugehörigen Verschleißkontakteinheit durchtrennt wird, steigt der Widerstandswert der Verschleißkontakteinheiten auf einen Wert von unendlich an. Dieser Widerstandswert der Reihe von Verschleißkontakteinheiten wird vom Steuergerät erfasst, das über eine Verteilerkabeleinheit mit den Verschleißkontakteinheiten der Bremsbeläge elektrisch verbunden ist. Sodann zeigt das Steuergerät an, dass eine Wartung der Bremsanlage durchzuführen ist.
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Bei der Wartung der Bremsanlage werden regelmäßig alle Bremsbeläge des Nutzfahrzeugs ersetzt, auch wenn diese aufgrund ihres Abnutzungsgrads noch nicht unbedingt getauscht werden müssten. Dadurch wird jedoch vermieden, dass das Nutzfahrzeug bereits nach kurzer Zeit wieder zur Wartung der Bremsanlage eine Werkstatt aufsuchen muss.
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Durch die aus dem Stand der Technik bekannten Bremsanlagen und die Verfahren zum Betrieb dieser Bremsanlagen wird sichergestellt, dass die Bremsbeläge nicht übermäßig abgefahren werden. Übermäßig abgefahrene Bremsbeläge könnten zu Beschädigungen der Bremsanlage oder zu stark verlängerten Bremswegen des Nutzfahrzeugs führen. Nachteilig ist jedoch, dass die Bremsbeläge teilweise vorzeitig getauscht werden oder dass ein Austausch nur einzelner Bremsbeläge mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden ist. Es muss nämlich jeder einzelne Bremsbelag auf seinen Verschleißzustand hin untersucht werden. Im Ergebnis ist der Betrieb der Bremsanlagen mit einem erhöhten Materialeinsatz und/oder Arbeitsaufwand in Bezug auf die Bremsanlage verbunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Bremsanlage und das Verfahren jeweils der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Betriebskosten der Bremsanlage gesenkt werden können.
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Diese Aufgabe ist bei einer Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Verschleißkontakteinheiten jeweils parallel zu einem elektrischen Referenzwiderstand angeordnet sind und dass sich die Widerstandswerte der Referenzwiderstände und/oder die Widerstandswerte der Verschleißkontakteinheiten von wenigstens zwei, vorzugsweise allen, Bremsbelägen unterscheiden.
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Die zuvor genannte Aufgabe ist bei einem Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gelöst, dass parallel zu jeder Verschleißkontakteinheit ein Referenzwiderstand vorgesehen ist, dass ein Messwert einer vom Widerstandswert der Schaltung aus Verschleißkontakteinheiten und Referenzwiderständen abhängige Messgröße ermittelt wird und dass anhand des Messwerts der Messgröße wenigstens ein Verschleißzustand der wenigstens zwei Bremsbeläge ermittelt wird.
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Durch die Parallelschaltung von Verschleißkontakteinheiten und Referenzwiderständen, insbesondere der elektrischen Leiter der Verschleißkontakteinheiten und der Referenzwiderstände, wird erreicht, dass ein Messwert einer vom Widerstandswert der Schaltung aus Verschleigkontakteinheiten und Referenzwiderständen abhängige Messgröße ermittelt werden kann, anhand derer sich wenigstens ein Verschleißzustand der wenigstens zwei Bremsbeläge ermitteln lässt.
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Der Widerstandswert der Schaltung steigt nicht auf einen Wert von unendlich, sobald der in einem Bremsbelag vorgesehene elektrische Leiter einer Verschleißkontakteinheit infolge Verschleiß durchtrennt wird. Der Strom fließt nämlich weiter über den Referenzwiderstand. Der Widerstandswert der Schaltung bleibt aber auch nicht konstant. Wie stark sich der Widerstandswert ändert, hängt ab von den Widerstandswerten der parallel geschalteten Referenzwiderstände und Verschleißkontakteinheiten. Damit die Widerstandsänderung groß genug ausfällt, um messtechnisch zuverlässig erfasst werden zu können, sollte der Widerstandswert des Referenzwiderstands nicht sehr viel kleiner sein als der Widerstandswert der Verschleißkontakteinheit. Der Widerstandswert des Referenzwiderstands ist deshalb vorzugsweise größer als der Widerstandswert der zugehörigen Verschleißkontakteinheit. Wird der elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheit infolge Abnutzung des Bremsbelags durchtrennt, steigt der Widerstandswert für den entsprechenden Bremsbelag dann entsprechend an.
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Damit anhand des Widerstandswertes der Schaltung aus Referenzwiderständen und Verschleißkontakteinheiten nicht nur festgestellt werden kann, dass der Leiter einer Verschleißkontakteinheit durchtrennt worden ist, sondern auch bei welchem Bremsbelag dies der Fall ist, dürfen nicht allen Bremsbelägen Referenzwiderstände und Verschleißkontakteinheiten jeweils mit identischen Widerstandswerten zugeordnet werden. Bei wenigstens zwei Bremsbelägen müssen jedenfalls entweder die Widerstandswerte der Referenzwiderstände oder die Widerstandswerte der Verschleißkontakteinheiten unterschiedlich sein. Nur bei den Paaren von Bremsbelägen, bei denen dies zutrifft, kann anhand des Widerstandswerts der Schaltung aus Referenzwiderständen und Verschleißkontakteinheiten unterschieden werden, welcher elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheiten durchtrennt worden ist. Daher sollten die genannten Vorgaben für möglichst viele der Bremsbeläge der Bremsanlage, insbesondere für alle Bremsbeläge der Bremsanlage, zutreffen. Mit anderen Worten ist es besonders bevorzugt, wenn die Bremsanlage keine zwei Bremsbeläge aufweist, bei denen jeweils die Referenzwiderstände und die Verschleißkontakteinheiten die gleichen Widerstandswerte aufweisen.
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Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn die den Bremsbelägen zugeordneten Referenzwiderstände jeweils unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Dann können ansonsten nämlich baugleiche Verschleigkontakteinheiten und Bremsbeläge verwendet werden, was den Austausch und die Lagerhaltung der Einheiten aus Bremsbelag und Verschleißkontakteinheit vereinfacht. Letztlich kann so eine erhöhte Zahl von Gleichteilen für die Bremsanlage genutzt werden.
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Um ermitteln zu können, bei welchem Bremsbelag der Bremsanlage der elektrische Leiter infolge Verschleiß durchtrennt worden ist, müssen die Widerstandswerte der Referenzwiderstände und/oder der Verschleißkontakteinheiten bekannt sein. Zudem sollten sich die Widerstandswerte der Referenzwiderstände und/oder der Verschleißkontakteinheiten signifikant voneinander unterscheiden, so dass der Unterschied der Widerstandswerte der Schaltung auch zuverlässig durch einen Messwert einer Messgröße erfasst werden kann. Die Messgröße ist dabei abhängig vom Widerstandswert der Schaltung umfassend wenigstens die Verschleißkontakteinheiten und die Referenzwiderstände.
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Dabei kann die Messgröße ein Widerstand, insbesondere der Gesamtwiderstand der Schaltung, sein, so dass der Messwert ein Widerstandswert ist. Es kann aber auch ein Messwert einer beliebigen anderen Messgröße ermittelt werden, solange die Messgröße abhängt von dem Widerstandswert der Schaltung. Zudem sollte diese Abhängigkeit groß genug sein, dass tatsächlich auftretende Änderungen des Widerstandswerts der Schaltung zu solchen Veränderungen des Messwerts führen, dass diese Änderungen noch signifikant erfasst werden können.
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Um zu ermitteln, welcher Bremsbelag soweit verschlissen ist, dass der elektrische Leiter der zugehörigen Verschleißkontakteinheit durchtrennt worden ist, kann der Messwert der vom Widerstandswert abhängigen Messgröße mit vorgegebenen Intervallen des Messwerts verglichen werden. Die Intervalle ergeben sich dabei aufgrund der Zuordnung der Widerstandswerte der Referenzwiderstände und der Verschleißkontakteinheiten zu den Bremsbelägen. Fällt der Messwert in ein bestimmtes Intervall, ist beispielsweise der dem Intervall zugeordnete Bremsbelag soweit abgenutzt, dass der elektrische Leiter der zugehörigen Verschleißkontakteinheit durchtrennt worden ist. Dies ist der Fall, wenn der Bremsbelag einen Verschleißgrenzwert überschritten hat. Der Verschleißgrenzwert kann beispielsweise einer bestimmten Restdicke oder einer bestimmten absoluten Reduzierung der Dicke des Bremsbelags entsprechen. Einem Intervall können aber auch mehrere Bremsbeläge zugeordnet sein. Liegt der Messwert der Messgröße in einem solchen Intervall, sind die elektrischen Leiter der Verschleigkontakteinheiten dieser Bremsbeläge infolge Abrieb durchtrennt worden.
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Die vorliegende Erfindung setzt voraus, dass die Bremsanlage wenigstens zwei Bremsbeläge aufweist. Ansonsten kann auch mit den Bremsanlagen aus dem Stand der Technik ermittelt werden, dass der einzige Bremsbelag verschlissen ist. Allerdings müssen nicht alle Bremsbeläge eines Nutzfahrzeugs von einer Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs umfasst sein. Beispielsweise können alle oder wenigstens bestimmte Bremsbeläge eines Nutzfahrzeugs unterschiedlichen Bremsanlagen zugeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Bremsanalage alle Bremsbeläge des Nutzfahrzeugs wie beansprucht umfasst.
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Zudem kommen die Vorteile der Bremsanlage umso eher zum Tragen, je mehr Bremsbeläge die Bremsanlage bzw. das Nutzfahrzeug umfasst. Die Bremsanlage kann also anstelle von lediglich wenigstens zwei Bremsbelägen vorzugsweise wenigstens 8, insbesondere wenigstens 12, Bremsbeläge umfassen.
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Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Bremsanlage sind die den wenigstens zwei Bremsbelägen zugeordneten Verschleißkontakteinheiten lösbar mit einer Verteilerkabeleinheit verbunden. Dies erleichtert den Austausch der verschlissenen Verschleißkontakteinheit bedarfsweise zusammen mit dem zugehörigen verschlissenen Bremsbelag. Dabei ist der Austausch der Verschleißkontakteinheiten umso leichter, wenn die Verschleißkontakteinheiten über Steckverbindungen mit der Verteilerkabeleinheit verbunden sind. Es muss also mit dem Austausch eines Bremsbelags nur ein kleiner Teil der Verkabelung der Bremsanlage mit ausgetauscht werden. Die Verteilerkabeleinheit und die Verschleißkontakteinheiten der nicht ausgetauschten Bremsbeläge können weiter genutzt werden.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter bevorzugt, wenn die Verteilerkabeleinheit die Referenzwiderstände mit umfasst. Dann müssen die Referenzwiderstände nicht mit den Verschleißkontakteinheiten ausgetauscht werden. Außerdem können gleichartige Verschleißkontakteinheiten verbaut werden. So kann auch ausgeschlossen werden, dass eine Verschleißkontakteinheit mit einem Referenzwiderstand eines bestimmten Widerstandswerts versehentlich durch eine Verschleißkontakteinheit mit einem Referenzwiderstand mit einem anderen Widerstandswert ersetzt wird. Dann könnte die Ermittlung des verschlissenen Bremsbelags fehlerbehaftet sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Steuergerät zum Ermitteln des Messwerts der Messgröße und/oder wenigstens eines Verschleißzustands der wenigstens zwei Bremsbeläge vorgesehen sein. Das Steuergerät ist dabei vorzugsweise Teil der Bremsanlage, so dass während des Betriebs des Nutzfahrzeugs die Messwerte und/oder die Verschleißzustände ermittelt werden können. Die Ermittlung der Verschleißzustände der Bremsbeläge setzt eine Auswertung des Messwerts der Messgröße voraus. Bedarfsweise ist das Steuergerät auch nur teilweise Teil der Bremsanlage. Dann ist das Steuergerät noch mit weiteren Einrichtungen, wie Telematikeinrichtungen und/oder Einrichtungen zur Überwachung des Luftdrucks der Reifen, verbunden und somit ebenfalls Teil der weiteren Einrichtungen. So kann die für den Betrieb des Nutzfahrzeugs erforderliche Anzahl von Steuergeräten verringert werden. Das Steuergerät kann aber auch nur je nach Bedarf an die Schaltung umfassend die Verschleißkontakteinheiten und die Referenzwiderstände angeschlossen werden. Dann ist das Steuergerät kein Teil der Bremsanlage. Konstruktiv und messtechnisch bietet es sich werter an, wenn das Steuergerät mit der Verteilerkabeleinheit verbunden ist. Das Steuergerät kann dann über die Verteilerkabeleinheit elektrisch mit den Referenzwiderständen und den Verschleißkontakteinheiten verbunden sein.
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Damit sehr zuverlässig ermittelt werden kann, welcher Bremsbelag oder welche Bremsbeläge einen vorgegebenen Verschleißgrenzwert überschritten haben, bietet es sich an, wenn die Widerstandswerte der Referenzwiderstände so gewählt sind, dass keiner der Widerstandswerte der Summe der Widerstandswerte wenigstens zweier anderer Referenzwiderstände entspricht. Wäre dies der Fall, könnte anhand des durch das Steuergerät ermittelten Widerstandswerts nicht unterschieden werden, ob der Verschleißgrenzwert eines bestimmten Bremsbelags oder wenigstens zweier anderer Bremsbeläge überschritten ist. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang aus dem gleichen Grund, wenn sich eine Summe von Widerstandswerten von wenigstens zwei Referenzwiderständen, insbesondere in jedem Fall, von einer Summe von Widerstandswerten von wenigstens zwei anderen Referenzwiderständen unterscheidet. Es kann also vorzugsweise immer sicher festgestellt werden, ob ein bestimmter Bremsbelag, ein anderer Bremsbelag, eine Reihe von Bremsbelägen oder eine Reihe anderer Bremsbeläge verschlissen ist.
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Im Falle einer Bremsanlage mit sechs Referenzwiderständen (R1–R6) können die Referenzwiderstände beispielsweise die folgenden Widerstandswerte aufweisen:
| R1 = 1000 Ohm, | R4 = 8060 Ohm, |
| R2 = 2000 Ohm, | R5 = 16000 Ohm, |
| R3 = 4020 Ohm, | R6 = 32000 Ohm. |
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Es unterscheidet sich dabei der Widerstandswert jedes Referenzwiderstands einerseits von dem Widerstandswert jedes anderen Referenzwiderstands und andererseits von einer Summe von Widerstandswerten von wenigstens zwei beliebigen Referenzwiderständen. Darüber hinaus unterscheidet sich jede Summe von Widerstandswerten von wenigstens zwei beliebigen Referenzwiderständen von jeder Summe von Widerstandswerten von wenigstens zwei Referenzwiderständen, solange sich die Referenzwiderstände der beiden Summen wenigstens in einem Referenzwiderstand unterscheiden.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens einer der wenigstens zwei Bremsbeläge mit einer Zusatzverschleißkontakteinheit derart verbunden sein, dass bei einem vorbestimmten Verschleißzustand des jeweiligen Bremsbelags ein elektrischer Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit unterbrochen ist. Dabei wird mit zunehmendem Verschleiß des Bremsbelags der elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheit vor dem elektrischen Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit unterbrochen. Der Leiter der Verschleißkontakteinheit wird also bereits bei geringerem Verschleiß des zugehörigen Bremsbelags durchtrennt, während der elektrische Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit erst bei einem größeren Verschleiß des Bremsbelags durchtrennt wird. Dies bietet die Möglichkeit, die Wartung der Bremsanlage dann einzuleiten, wenn der elektrische Leiter der Zusatzverschleigkontakteinheit wenigstens eines Bremsbelags durchtrennt worden ist und bei dieser Gelegenheit auch die Bremsbeläge auszutauschen, die soweit abgenutzt sind, dass der elektrische Leiter der zugehörigen Verschleißkontakteinheit bereits durchtrennt worden ist. So wird sichergestellt, dass das Nutzfahrzeug nicht zufällig unmittelbar nach der Wartung wieder zum Zwecke der Wartung der Bremsanlage in die Werkstatt muss.
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Der elektrische Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit kann durchtrennt werden, wenn der zugehörige Bremsbelag einen Zusatzverschleißgrenzwert überschritten hat. Der Zusatzverschleißgrenzwert kann beispielsweise einer bestimmten Restdicke oder einer bestimmten absoluten Reduzierung der Dicke des Bremsbelags entsprechen. Dabei entspricht der Zusatzverschleißgrenzwert vorzugsweise einem höheren Verschleiß des entsprechenden Bremsbelags als der Verschleißgrenzwert, der dem Verschleiß entspricht, bei dem der elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheit durchtrennt wird. Mit anderen Worten kann die Restdicke des Bremsbelags beim Zusatzverschleißgrenzwert geringer sein als beim Verschleißgrenzwert. Alternativ oder zusätzlich kann die absolute Reduzierung der Dicke des Bremsbelags beim Zusatzverschleißgrenzwert größer sein als beim Verschleißgrenzwert. Der Verschleißgrenzwert kann dabei bedarfsweise so gewählt werden, dass der Bremsbelag beim erreichen des Verschleißgrenzwerts schon erheblich abgefahren ist aber ein Austausch des Bremsbelags noch nicht unmittelbar erfolgen muss. Der Zusatzverschleißgrenzwert kann dagegen so gewählt werden, dass der Bremsbelag alsbald getauscht werden sollte, wenn der Zusatzverschleißgrenzwert erreicht wird.
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Damit in einfacher Weise erfasst werden kann, welchen Verschleißzustand ein Bremsbelag aufweist, kann parallel zu der wenigstens einen Zusatzverschleißkontakteinheit ein Zusatzreferenzwiderstand angeordnet werden. So führt nicht nur das Durchtrennen des elektrischen Leiters der Verschleißkontakteinheit eines Bremsbelags, sondern auch das Durchtrennen des elektrischen Leiters der Zusatzverschleißkontakteinheit desselben Bremsbelags zu einer Veränderung des Messwerts der widerstandsabhängigen Messgröße.
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Verfahrensmäßig kann also ein Messwert einer vom Widerstandswert der Schaltung aus Verschleißkontakteinheiten, der wenigstens einen Zusatzverschleißkontakteinheit, dem wenigstens einen Zusatzreferenzwiderstand und den Referenzwiderständen abhängigen Messgröße ermittelt werden. Dieser Messwert kann entsprechend ausgewertet werden, um einen Verschleißzustand der beteiligten Bremsbeläge festzustellen oder anzugeben. Dazu bietet es sich an, wenn die Widerstandswerte der Referenzwiderstände und des wenigstens einen Zusatzreferenzwiderstands bekannt und, bedarfsweise, vorgegeben sind.
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Um die Auswertung des Messwerts der widerstandsabhängigen Messgröße zu vereinfachen, bietet es sich an, wenn der Zusatzreferenzwiderstand und der Referenzwiderstand eines Bremsbelags in Reihe zueinander angeordnet sind. So lässt sich recht zuverlässig feststellen, ob bei einem Bremsbelag nur der Verschleißgrenzwert oder auch der Zusatzverschleißgrenzwert überschritten wurde. Anders ausgedrückt lässt sich problemlos feststellen, ob der elektrische Leiter nur der Verschleißkontakteinheit, oder auch der Zusatzverschleißkontakteinheit durchtrennt worden ist.
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Zudem ist es günstig, wenn sich der Widerstandswert des wenigstens einen Zusatzreferenzwiderstands unterscheidet von den Widerstandswerten der Referenzwiderstände der anderen Bremsbeläge. So kann unterschieden werden, ob bei einem Bremsbelag der elektrische Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit oder bei einem anderen Bremsbelag der elektrische Leiter der zugehörigen Verschleißkontakteinheit durchtrennt worden ist. Alternativ oder zusätzlich sollte sich die Summe der Widerstandswerte des Referenzwiderstands und des Zusatzreferenzwiderstands eines Bremsbelags unterscheiden von den Widerstandswerten der anderen Referenzwiderstände, von den Widerstandswerten der anderen Zusatzreferenzwiderständen und/oder von der Summe der Widerstandswerte des Zusatzreferenzwiderstands und des Referenzwiderstands wenigstens eines anderen Bremsbelags. So kann anhand des ermittelten Messwerts der widerstandsabhängigen Messgröße festgestellt werden, ob bei einem Bremsbelag die elektrischen Leiter von der Verschleißkontakteinheit und der zugehörigen Zusatzverschleißkontakteinheit durchtrennt worden sind, oder ob der elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheit oder einer Zusatzverschleißkontakteinheit eines anderen Bremsbelags durchtrennt worden ist und/oder ob der elektrische Leiter der Verschleißkontakteinheit und der elektrische Leiter der zugehörigen Zusatzverschleißkontakteinheit wenigstens eines anderen Bremsbelags unterbrochen sind. Auch in diesem Fall sollten die Unterschiede der Widerstandswerte nicht nur marginal, sondern signifikant sein, um eine leichtere und zuverlässigere Erfassung des wenigstens einen Verschleißzustands zu ermöglichen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich die Widerstandswerte des Referenzwiderstands und des Zusatzreferenzwiderstands eines Bremsbelags unterscheiden. So können beispielsweise Defekte hinsichtlich des elektrischen Leiters der Zusatzverschleißkontakteinheit festgestellt werden, die nicht auf einen entsprechenden Verschleiß des zugehörigen Bremsbelags zurückgehen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil ohne entsprechenden Defekt der Leiter der Verschleißkontakteinheit vor dem Leiter der Zusatzverschleißkontakteinheit durchtrennt wird. Wird dies durch den Messwert der widerstandsabhängigen Messgröße nichtwiedergegeben, so kann ein Defekt vermutet werden.
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Verfahrensmäßig kann vorgesehen sein, dass der Messwert der Messgröße von einem Steuergerät ermittelt wird, das vorzugsweise Teil der Bremsanlage ist, um eine betriebsbegleitende Erfassung der Messgröße zu ermöglichen. Um noch weitere Steuerungsaufgaben übernehmen zu können, kann das Steuergerät auch nur teilweise Teil der Bremsanlage und teilweise Teil einer weiteren Einrichtung sein. Das Steuergerät könnte bei Bedarf aber auch zur Erfassung der Messgröße an die entsprechende Schaltung angeschlossen werden.
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Insbesondere kann das Steuergerät einen Messwert einer vom Widerstandswert der Schaltung anhängigen Messgröße ermitteln, wobei die Schaltung vorzugsweise die Verschleißkontakteinheiten und eine Verteilerkabeleinheit umfasst. Die Verteilerkabeleinheit weist weiter vorzugsweise die Referenzwiderstände und vorzugsweise auch die Zusatzreferenzwiderstände auf, sofern Zusatzreferenzwiderstände vorgesehen sind. Die Verschleißkontakteinheiten können vorzugsweise, etwa über Steckverbindungen, lösbar mit der Verteilerkabeleinheit verbunden sein. Die Verschleißkontakteinheiten können dann bei Bedarf schnell und einfach ausgetauscht werden.
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Das Steuergerät kann zudem ein vom wenigstens einen Verschleißzustand der wenigstens zwei Bremsbeläge abhängiges Signal ausgeben. Dieses kann genutzt werden, um dem Fahrer des Nutzfahrzeugs oder einer anderen Person den Verschleißzustand anzuzeigen. So wird die Wartung der Bremsanlage nicht vergessen, die so möglicherweise zudem zu einem günstigen Zeitpunkt durchgeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Verschleißzustand der wenigstens zwei Bremsbeläge von einem Anzeigemittel, vorzugsweise am Nutzfahrzeug, angezeigt werden. Dies kann beispielsweise akustisch und/oder optisch erfolgen. Der Fahrer oder eine andere Person kann so sehr einfach eine Information über den Verschleißzustand der Bremsanlage erhalten. Der Einfachheit halber kann zum Zwecke der Anzeige des Verschleißzustands das vom Steuergerät ausgegebene Signal genutzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 ein Nutzfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Bremsanlage in einer perspektivischen Ansicht,
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2 die Bremsanlage des Nutzfahrzeugs aus 1 in schematischer Darstellung,
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3A–B eine Einheit aus Bremsbelag und Verschleißkontakteinheit in zwei Verschleißzuständen in einer schematischen Darstellung,
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4 eine zweite erfindungsgemäße Bremsanlage in schematischer Darstellung und
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5 eine Einheit aus Bremsbelag, Verschleißkontakteinheit und Zusatzverschleißkontakteinheit in einer schematischen Darstellung.
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In der 1 ist ein Nutzfahrzeug 1 in Form eines Sattelaufliegers mit einem Planenaufbau dargestellt. Das Nutzfahrzeug 1 könnte aber auch einen anderen Aufbau, etwa einen Kofferaufbau oder einen Muldenkipperaufbau aufweisen. Das Nutzfahrzeug 1 wird von einem Zugfahrzeug Z gezogen und weist drei gebremste Achsen 2 auf. Den äußeren Enden jeder Achse 2 ist jeweils eine nicht dargestellte Bremse in Form einer Scheibenbremse zugeordnet. Die Bremsen weisen jeweils eine sich beim fahrenden Nutzfahrzeug 1 drehende Bremsscheibe und zwei Bremsbeläge 3 auf, die seitlich an die sich drehende Bremsscheibe gepresst werden können. Beim dargestellten und insoweit bevorzugten Nutzfahrzeug 1 werden die Bremsbeläge 3 über eine Pneumatik an die Bremsscheiben gepresst. Zudem sind die Bremsbeläge 3 in einem die Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel gehalten. Die Bremsanlage 4 des Nutzfahrzeugs umfasst neben den Bremsen noch weitere Einrichtungen, um den Verschleiß der Bremsbeläge 3 ermitteln zu können.
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Die Bremsanlage 4 des dargestellten Nutzfahrzeugs 1 ist schematisch in der 2 dargestellt. Dabei sind von den Bremsen lediglich die Bremsbeläge 3 dargestellt. Die Bremsbeläge 3 sind jeweils mit einer Verschleißkontakteinheit 5 verbunden, wie dies insbesondere in den 3A und 3B dargestellt ist. Dabei zeigt die 3A einen neuwertigen Bremsbelag 3, während die 3B denselben Bremsbelag 3 nach Überschreiten eines Verschleißgrenzwerts zeigt.
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Die Verschleißkontakteinheiten 5 weisen einen elektrischen Leiter 6 auf, der in den Bremsbelag 3 eingebracht ist. Wird ein Bremsbelag 3 zunehmend abgenutzt, gelangt der elektrische Leiter 6 der zugehörigen Verschleißkontakteinheit 5 bei einem bestimmten Verschleißzustand an die aktive Oberfläche 7 des Bremsbelags 3, mit der der Bremsbelag 3 gegen das sich gegenüber dem Bremsbeleg 3 drehende Teil der Bremse gepresst wird. Infolge einer weiteren Abnutzung des Bremsbelags 3 wird auch ein Teil des elektrischen Leiters 6 abgetragen. Dies führt dazu, dass der elektrische Leiter 6 entlang eines Teils seiner Erstreckung unterbrochen wird. Die Lage des elektrischen Leiters 6 im Bremsbelag 3 ist so gewählt, dass der Leiter 6 durchtrennt wird, sobald der Bremsbelag 3 einen Verschleißgrenzwert erreicht hat. Der Bremsbelag 3 weist dann eine vorbestimmte Restdicke R auf und/oder es ist bereits eine vorbestimmte Dicke D des Bremsbelags 3 abgenutzt worden.
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Der elektrische Leiter 6 der Verschleißkontakteinheit 5 könnte alternativ auch neben dem eigentlichen Bremsbelag 3 angeordnet und so mit dem Bremsbelag 3 verbunden sein, dass der elektrische Leiter 6 durchtrennt wird, sobald der Bremsbelag 3 einen Verschleißgrenzwert erreicht hat. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass der elektrische Leiter 6 erst wenn der Bremsbelag 3 einen Verschleißgrenzwert erreicht hat oder unmittelbar vorher mit dem drehenden Teil der Bremse in Kontakt kommt, wodurch der elektrische Leiter 6 letztlich durchtrennt wird.
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Die elektrischen Leiter 6 der Verschleißkontakteinheiten 5 sind über eine Steckverbindung 8 mit einer Verteilerkabeleinheit 9 verbunden. Beim Austausch der Bremsbeläge 3 können die Steckverbindungen 8 gelöst und die Verschleißkontakteinheiten 5 der neuen Bremsbeläge 3 mit der Verteilerkabeleinheit 9 verbunden werden. Die Einheiten aus Verschleißkontakteinheit 5 und Bremsbelag 3 sind bei der dargestellten Bremsanlage 4 gleichartig ausgebildet, so dass es nicht darauf ankommt an welcher Stelle der Verteilerkabeleinheit 9 eine Einheit aus Verschleißkontakteinheit 5 und Bremsbelag 3 montiert wird.
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Die Verteilerkabeleinheit 9 umfasst jeweils parallel zu den Verteilerkontakteinheiten 5, insbesondere den elektrischen Leitern 6 der Verteilerkontakteinheiten 5, einen Referenzwiderstand 10, 10', 10'', wobei sich die einzelnen Referenzwiderstände 10, 10', 10'' hinsichtlich ihrer Widerstandswerte signifikant unterscheiden. So kann jeder Referenzwiderstand 10, 10', 10'' in der Reihe der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' einen Widerstandswert aufweisen, der um wenigstens einen bestimmten Widerstandswert größer ist als der vorhergehende Referenzwiderstand 10, 10', 10''. Die Referenzwiderstände 10, 10', 10'' sind zudem jeweils signifikant größer als die Widerstandswerte der zugehörigen Verschleißkontakteinheiten 5, welche bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Bremsanlage 4 jeweils einen sehr geringen Widerstandswert aufweisen. Die Referenzwiderstände 10, 10', 10'' könnten auch Teil der Verschleißkontakteinheiten 5 sein. Dann könnten aber die Einheiten aus Verschleißkontakteinheit 5 und Bremsbelag 3 eines Nutzfahrzeugs 1 nicht durch gleichartige entsprechende Einheiten ersetzt werden. Es müssten vielmehr viele unterschiedliche Einheiten bevorratet werden und es bestünde zudem die Gefahr einer fehlerhaften Montage der Einheiten aus Bremsbelag 3 und Verschleißkontakteinheit 5.
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Bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Bremsanlage 4 ist die Verteilerkabeleinheit 9 mit einem Steuergerät 11 verbunden, das ständig vom Nutzfahrzeug 1 mitgeführt wird. Das Steuergerät 11 ermittelt entweder den Widerstandswert der an das Steuergerät 11 angeschlossenen Schaltung, umfassend die Verschleißkontakteinheiten 5 und die Verteilerkabeleinheit 9 inklusive der Referenzwiderstände 10, 10', 10'', oder einen Messwert einer von dem Widerstandswert der Schaltung abhängigen Messgröße.
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Wenn die Bremsbeläge 3 neuwertig sind, ist der Widerstandswert der Schaltung umfassend die Verteilerkabeleinheit 9 und die Verschleißkontakteinheiten 5 gering. Wenn einer der Bremsbeläge 3 aber soweit abgenutzt ist, dass der Bremsbelag 3 den Verschleißgrenzwert erreicht, steigt der Widerstandswert beispielsweise etwa um den Widerstandswert des Referenzwiderstands 10, 10', 10'' an, der dem Bremsbelag 3 zugeordnet ist, welcher den Verschleißgrenzwert erreicht hat. Wenn ein weiterer Bremsbelag 3 seinen Verschleißgrenzwert erreicht, steigt der Widerstandswert der Schaltung erneut an, und zwar beispielsweise etwa um den Widerstandswert des zugehörigen Referenzwiderstands 10, 10', 10''. Der Widerstandswert der Schaltung ist also abhängig von den Verschleißzuständen der Bremsbeläge 3 der Bremsanlage 4.
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Über das Steuergerät 11 wird in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich ein Messwert einer Messgröße ermittelt, die dem Widerstandswert der Schaltung entspricht oder wenigstens von diesem Widerstandswert abhängig sein kann. Die Messwerte werden vom dargestellten und insoweit bevorzugten Steuergerät 11 verglichen mit vorgegebenen Messwertintervallen. Anhand dieses Vergleichs kann auf einen Verschleißzustand zurückgeschlossen werden, da die Widerstandswerte der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' bekannt sind. Die Widerstandswerte der Verschleißkontakteinheiten 5 und/oder der Verteilerkabeleinheit 9 ohne die Referenzwiderstände 10, 10', 10'' können beispielsweise bekannt sein oder messtechnisch ermittelt werden. Über die Wahl der Widerstandswerte der einzelnen Referenzwiderstände 10, 10', 10'' können Messwertintervalle zum Vergleich mit den ermittelten Messwerten vorgegeben werden. Fällt der Messwert in eines der Intervalle, herrscht ein dem Intervall zugeordneter Verschleißzustand der Bremsanlage 4 vor. Es kann also die Messgröße einem Verschleißzustand der Bremsanlage 4 zugeordnet werden. Zunächst wird der Messwert der Messgröße einem Verschleißzustand zugeordnet sein, bei dem die elektrischen Leiter 6 der Verschleißkontakteinheiten 5 noch intakt sind. Irgendwann wird sich der Messwert jedoch verändern und einen Wert annehmen, anhand dessen nicht nur gefolgert werden kann, dass einer der Bremsbeläge 4 den Verschleißgrenzwert erreicht hat. Es kann anhand des Messwerts zudem abgeleitet werden, welcher Bremsbelag 3 seine Verschleißgrenze erreicht hat.
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Es kann also eine Information darüber erhalten werden, welcher Bremsbelag 3 ausgetauscht werden muss. Wenn der Bremsbelag 3 nicht sofort ausgetauscht wird, kann bis zum Austausch des Bremsbelags 3 ein weiterer Bremsbelag 3 eine Verschleißgrenze erreichen. Dies führt zu einem Messwert der Messgröße, dem bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte den Referenzwiderständen 10, 10', 10'' zu entnehmen ist, welche Bremsbeläge 3 bereits den Verschleißgrenzwert erreicht haben. Die Widerstandswerte der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' unterscheiden sich deutlich voneinander, um einen aussagefähigen Messwert der Messgröße erhalten zu können. Die Bremsbeläge 3, welche den Verschleißgrenzwert erreicht haben, sollten bei der anstehenden Wartung mitsamt den zugehörigen Verschleißkontakteinheiten 5 gegen neue mit Verschleißkontakteinheiten 5 versehene Bremsbeläge 3 ausgetauscht werden.
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Eine alternative Bremsanlage 4' ist in der 4 schematisch dargestellt. Die Bremsanlage 4' entspricht im Prinzip der Bremsanlage 4 gemäß 2. Allerdings ist jedem Bremsbelag 3' neben der Verschleißkontakteinheit 5 noch eine Zusatzverschleißkontakteinheit 12 zugeordnet, wie dies insbesondere in der 5 dargestellt ist. Die Zusatzverschleißkontakteinheiten 12 sind über dieselben Steckverbindungen 8' wie die zugehörigen Verschleißkontakteinheiten 5 mit der Verteilerkabeleinheit 9' verbunden. Alternativ können die Zusatzverschleißkontakteinheiten 12 auch über separate Steckverbindungen mit der Verteilerkabeleinheit 9' verbunden sein.
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Wie insbesondere in der 5 dargestellt ist, weist die Zusatzverschleißkontakteinheit 12 ebenfalls einen elektrischen Leiter 13 auf, der mit dem Bremsbelag 3' verbunden ist. Der elektrische Leiter 13 ist so im Bremsbelag 3' angeordnet, dass der elektrische Leiter 13 noch intakt ist, wenn der Bremsbelag 3 den Verschleißgrenzwert erreicht hat. Erst bei einem weiteren Verschleiß des Bremsbelags 3 wird auch der elektrische Leiter 13 der Zusatzverschleißkontakteinheit 12 infolge Abrieb durchgescheuert. Dies geschieht, wenn ein Zusatzverschleißgrenzwert erreicht ist. Die Restdicke R' des Bremsbelags 3' ist dann so gering bzw. die bereits abgetragene Dicke D' des Bremsbelags ist dann so groß, dass das Nutzfahrzeug 1 nicht mehr sehr weit bewegt werden sollte, ohne die Bremsanlage 4' vorher zu warten.
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Parallel zu den Zusatzverschleißeinheiten 12 der Bremsanlage 4' sind Zusatzreferenzwiderstände 14, 14', 14'' in die Verteilerkabeleinheit 9' integriert. Diese sind zudem jeweils in Reihe mit den denselben Bremsbelägen 3' zugeordneten Referenzwiderständen 10, 10', 10'' angeordnet. Die Referenzwiderstände 10, 10', 10'' sollten sich, um einen aussagefähigen Messwert erhalten zu können, auch in diesem Fall, insbesondere deutlich, voneinander unterscheiden. Wenn sich zudem die Widerstandswerte der Zusatzreferenzwiderstände 14, 14', 14'' von den Widerstandswerten der Referenzwiderstände 10, 10', 10'', und zwar insbesondere deutlich, unterscheiden, ist der Messwert der Messgröße noch aussagekräftiger. Die Summe der Widerstandswerte von einem Referenzwiderstand 10, 10', 10'' und einem Zusatzreferenzwiderstand 14, 14', 14'' desselben Bremsbelags 3' sollte sich zudem von den Widerstandswerten der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' bzw. der Summe der Widerstandswerte einer beliebigen Kombination von Referenzwiderständen 10, 10', 10'' unterscheiden, und zwar vorzugsweise deutlich. Dann kann sicher unterschieden werden, ob ein Bremsbelag 3' bis zur Zusatzverschleißgrenze abgefahren ist oder ob eine beliebige Anzahl anderer Bremsbeläge 3' bis zur Verschleißgrenze abgefahren ist. Im Ergebnis können die Widerstandswerte der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' und der Zusatzreferenzwiderstände 14, 14', 14'' so gewählt werden, dass jede beliebige Kombination von Widerstandswerten der Referenzwiderstände 10, 10', 10'' und der Zusatzreferenzwiderstände 14, 14', 14'', insbesondere entlang der Verteilerkabeleinheit 9', unterschiedlich ist. Der Unterschied ist dabei vorzugsweise in jedem Fall so groß, dass jeder Unterschied des Messwerts von dem Steuergerät 11 signifikant erfasst werden kann.
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In diesem Zusammenhang können die Zusatzverschleißgrenzwerte so gewählt werden, dass vorzugsweise nur noch eine geringe Wegstrecke bis zum Austausch des Bremsbelags 3' zurückgelegt werden sollte. Um unnötigen Wartungsaufwand einsparen zu können, können bei der Wartung der Bremsanlage 4' nicht nur die Bremsbeläge 3' ausgetauscht werden, bei denen der Zusatzverschleißgrenzwert überschritten ist, sondern auch die Bremsbeläge 3', bei denen nur der Verschleißgrenzwert nicht aber auch der Zusatzverschleißgrenzwert überschritten ist.
