DE19738317A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung des Verschleißzustandes von Reibbelägen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be­ stimmung des Verschleißes von Reibbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Reibbelägen, bei der durch Sensierung des Ver­ schiebeweges eines beweglichen Teiles der Bremse eine ent­ sprechende Aussage zum gegenwärtigen Verschleißzustand der Reibbeläge gewonnen wird.

Solche Vorrichtungen haben die Funktion, beispielsweise den Fahrer eines Kraftfahrzeuges oder aber den Monteur bei einer anfallenden Reparatur über den Verschleißzustand der Brems­ backen zu informieren bzw. den Fahrer zu warnen, sobald der Reibbelagverschleiß ein sicherheitsgefährdendes Ausmaß er­ reicht hat.

Dabei sind Anordnungen zur Überwachung des Reibbelagver­ schleißes von Bremsbacken oder auch Kupplungsbelägen in vie­ len Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. So ist es beispielsweise vorbekannt, in den Reibbelag einer Bremsbacke einen oder mehrere elektrische Kontakte zu inte­ grieren, die bei entsprechender Abnutzung des Reibbelages durchtrennt werden. Eine solche Anordnung liefert folglich nur eine diskontinuierliche Information über den Verschleiß­ zustand des Reibbelages und wird zudem bei Erreichen des entsprechenden Verschleißzustandes zerstört und ist damit nicht wiederverwendbar.

Darüber hinaus existieren bereits kontinuierliche Bremsbe­ lagverschleißanzeigen, die zerstörungsfrei arbeiten und eine Aussage über das Verschleißmaß durch Messung des Verschiebe­ weges eines beweglichen Teiles der Bremse ermitteln. Hierbei ist der gemessene Verschiebeweg beispielsweise des Schwimm­ sattels gegenüber dem ortsfesten Bremsträger abhängig vom Verschleißmaß der Reibbeläge.

So wird in der DE 37 07 821 A1 eine Vorrichtung zur Anzeige des Bremsbelagverschleißes für eine Schwimmsattel-Scheiben­ bremse offenbart, deren Bremssattel abhängig vom Bremsbelag­ verschleiß auf einem Führungsteil relativ zu diesem verscho­ ben wird. Am Führungsteil, das als Bolzenführung für den Schwimmsattel in den am Achsschenkel befestigten Bremsträger integriert ist, ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Bremssattel und dem Führungsteil ein elektrisches Signal erzeugt, das direkt proportional zum jeweiligen Bremsbelagverschleiß ist. Als nachteilig bei einer derartigen Vorrichtung erweist sich die Anordnung der Sensoreinrichtung am Führungsteil, wodurch sie schädlichen Umwelteinflüssen (beispielsweise Schmutzein­ wirkung oder Spritzwasser) ausgesetzt ist und damit stör­ anfällig wird.

Ferner beschreibt die DE 42 12 279 A1 eine Vorrichtung zur Überwachung des Bremsbelagverschleißes, die eine quantitati­ ven Auswertung des Verschleißzustandes ermöglicht, wobei die sensierenden Teile der Vorrichtung selbst nicht zusammen mit den Bremsbelägen verschleißen. Im einzelnen kommt hier ein Wegmesser zum Einsatz, der den Verschiebeweg des Bremskol­ bens innerhalb des Bremszylinders sensiert. Der eigentliche Wegmesser enthält dabei einen magnetempfindlichen, elektri­ schen oder elektronischen Sensor, der aus der sich mit dem Verschiebeweg einhergehenden Veränderung eines statischen Magnetfeldes ein elektrisches Signal erzeugt, das im Zusam­ menwirken mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik eine Aussage über das Maß des Reibbelagverschleißes generiert. Durch die Positionierung des Wegsensors unmittelbar an der Außenseite des Bremszylinders ist eine Störanfälligkeit in­ folge an der Bremse vorliegender Umwelteinflüsse (z. B. Spritzwasser, Schmutz) nicht ausgeschlossen. Alternativ wird noch vorgeschlagen, den Sensor in den hydraulischen Druck­ raum des Bremszylinders zu integrieren, wodurch sich jedoch unerwünschterweise der Temperatureinfluß der durch die Bremsbetätigung aufgeheizten Bremsflüssigkeit negativ auf die Funktionstüchtigkeit des Wegsensors auswirkt.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe ge­ stellt, eine kontinuierliche und wiederverwendbare Vorrich­ tung zur Ermittlung des Reibbelagverschleißes anzugeben, die unter Verwendung einfacher und kostengünstiger Bauteile leicht herstellbar ist sowie durch ihre Positionierung an der Bremse eine zuverlässige Funktionsweise bei jedem Be­ triebszustand der Bremse ermöglicht.

Erfüllt wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1. Hierbei wird bei einem Wegsensor der Verschiebeweg eines beweglichen Teiles der Bremse erfaßt, wobei dieser Verschiebeweg unmittelbar vom Reibbelagver­ schleiß abhängt. Eine nachgeschaltete Auswerteelektronik generiert aus den vom Wegsensor empfangenen Signalen Daten über den jeweiligen Verschleißzustand der Reibbeläge und kann diese direkt, beispielsweise über einen Bordcomputer oder aber andere Hilfsmittel dem Fahrer zur Anzeige bringen. Der eigentliche Wegsensor besteht aus einem Gehäuse sowie einem dazu längs verschiebbar gelagerten Meßstößel, wobei Meßstößel und Sensorgehäuse mit verschiedenen relativ zuein­ ander beweglichen Teilen der Bremse mechanisch verbunden sind, deren relativer Verschiebeweg als Maß für den Reibbe­ lagverschleiß vom Sensor erfaßt wird. Innerhalb des Sensor ergibt sich durch die Relativbewegung von Meßstößel und Sen­ sorgehäuse eine Magnetfeldänderung, die proportional zum auf­ getretenen Reibbelagverschleiß ausfällt. Das Meßprinzip des Sensor beruht damit auf einer berührungslosen Arbeitsweise. Je nach Anwendungsfall bzw. Ausführung der jeweiligen Brem­ se, insbesondere Kraftfahrzeugbremse, kann der Wegsensor an geeigneter Stelle der Bremse angeordnet werden. Weiterhin läßt sich dieses Prinzip der kontinuierlichen Bestimmung des Verschleißzustandes von Reibbelägen beispielsweise auch auf Anwendungen in Reibkupplungen übertragen.

Grundsätzlich ergeben sich je nach verwendetem Bremsentyp unterschiedliche Möglichkeiten, durch eine Wegmessung an der Bremse auf den vorliegenden Reibbelagverschleiß zu schließen Als erste Möglichkeit kann an einer Teilbelag-Scheibenbremse vom Wegsensor der Verschiebeweg zumindest eines Reibbelages gegenüber dem Bremsgehäuse unmittelbar sensiert werden. Dies läßt sich sowohl auf Festsattel- wie auch auf Schwimmsattel- Scheibenbremsen anwenden. Als weitere Möglichkeit kann bei Teilbelag-Scheibenbremsen mit einer integrierten Kolben- Zylinder-Einheit vom Wegsensor die Relativbewegung des Bremskolbens zu seinem zugehörigen Zylindergehäuse erfaßt werden. Ergänzend dazu ist es theoretisch denkbar, diese beiden Möglichkeiten der Wegmessung auch für Trommelbremsen zu verwenden.

Für Schwimmsattel-Scheibenbremsen, bei denen ein Schwimm­ sattel axial verschiebbar zu einem Bremsträger gelagert ist, ist es schließlich möglich, durch eine Sensierung der Rela­ tivbewegung vom Schwimmsattel zum Bremsträger eine Erkennt­ nis über den aktuellen Reibbelagverschleißzustand zu erhal­ ten.

In einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung zur kontinu­ ierlichen Bestimmung des Verschleißzustandes von Reibbelägen in Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremsen ist das Sensor­ gehäuse formschlüssig am Schwimmsattel befestigt und der verschiebbar zum Sensorgehäuse gelagerte Meßstößel ist lös­ bar mechanisch an den Bremskolben bzw. den Reibbelag gekop­ pelt. Daraus ergibt sich auf einfachem Wege eine Ermittlung des Bremskolbenverschiebeweges, der unter Annahme eines nä­ herungsweise gleichen Reibbelagverschleißes an der kolben- wie auch faustseitigen Bremsbacke, eine Aussage über das Maß des Reibbelagverschleißes zuläßt. Es ist somit ausschließ­ lich die Messung des Bremskolbenverschiebeweges erforder­ lich.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist das Sensorge­ häuse vor Steinschlag und sonstigen Verschmutzungen ge­ schützt innerhalb einer Ausnehmung bzw. zwischen zwei Rippen des Schwimmsattels verdrehsicher und lösbar befestigt, wobei der Meßstößel entsprechend parallel zur Betätigungsrichtung der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse ausgerichtet ist.

Vorteilhafterweise ist am Bremskolben ein Sensorblech axial fixiert, an dem das aus dem Sensorgehäuse herausstehende Ende des Meßstößels lösbar befestigt ist. Vorzugsweise ist das Meßstößelende dabei in das Sensorblech lösbar einge­ clipst, wodurch sich eine besonders montagefreundliche An­ ordnung ergibt. Zur zuverlässigen Messung des Bremskolben­ verschiebeweges durch den Wegsensor ist es sinnvoll bzw. erforderlich, eine Verdrehung des Bremskolbens um seine ei­ gene Achse zu verhindern. Dies wird über eine verdrehsichere Verbindung des Bremskolbens zur kolbenseitigen Bremsbacke realisiert.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten werden anhand der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schwimmsattel-Teilbelag­ scheibenbremse mit Wegsensor zur kontinuierlichen Ermittlung des Reibbelagverschleißes,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Teilansicht eines Schwimmsattels mit daran befestigtem Wegsensor,

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht einer Vorrichtung zur Ermittlung des Reibbelagverschleißes mit Wegsensor zur Aufnahme des Bremskolben-Verschiebeweges,

Fig. 4 eine geschnittene Ansicht einer Schwimmsattel-Teil­ belagscheibenbremse mit Wegsensor zur Aufnahme des Bremskolben-Verschiebeweges,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Befestigung eines Wegsensor-Meßstößels am Bremskolben,

Fig. 6 drei Ansichten einer weiteren Variante zur Befesti­ gung des Meßstößels am Bremskolben analog zur Aus­ führung in Fig. 5.

Den Fig. 1 bis 4 ist eine Schwimmsattel-Teilbelagscheiben­ bremse 1 zu entnehmen, die über eine wiederverwendbare Vor­ richtung zur kontinuierlichen Ermittlung des Reibbelagver­ schleißes verfügt. Die in den Figuren dargestellte Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 ist dabei als Rahmen-Schwimmsattelbremse ausgeführt, was jedoch im Zusam­ menhang mit der Funktion der Vorrichtung zur Reibbelagver­ schleißermittlung keine Bedeutung hat. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reibbelagverschleißermittlung könnte auch für jede andere Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse Anwen­ dung finden. Die gezeigte Bremse verfügt über einen Brems­ träger 2 mit zwei eine nicht gezeigte Bremsscheibe überra­ genden Bremsträgerarmen 3, 4 sowie einem axial zum Bremsträ­ ger 2 verschiebbar gelagerten Schwimmsattel 5. An den Brems­ trägerarmen 3, 4 sind beiderseits der Bremsscheibe 6 angeord­ nete Bremsbacken 7, 8 aufgenommen und axial verschiebbar ab­ gestützt. Zu einer Seite der Bremsscheibe besitzt der Schwimmsattel eine hydraulische Betätigungseinrichtung, die im wesentlichen aus einem in den Schwimmsattel integrierten Bremszylinder 9 sowie einem axial darin verschiebbar ange­ ordneten Bremskolben 10 besteht. Bei Bremsbetätigung wird unter hydraulischer Druckbeaufschlagung der hydraulischen Betätigungseinrichtung die axial innere Bremsbacke 7 vom Bremskolben 10 direkt und die axial äußere Bremsbacke 8 durch Axialverschiebung des Schwimmsattels 5 indirekt in Reibanlage mit der Bremsscheibe 6 gebracht.

Die den Fig. 1 bis 4 zu entnehmende Schwimmsattel-Teilbelag­ scheibenbremse 1 verfügt über eine Vorrichtung zur Ermitt­ lung des Reibbelagverschleißes, die im wesentlichen aus ei­ nem Wegsensor 11 sowie einer dazu nachgeschalteten nicht gezeigten Auswerteelektronik besteht. Allgemein ist es aus­ reichend zur Bestimmung des Reibbelagverschleißes pro Fahr­ zeugachse jeweils einen einzigen Wegsensor einzusetzen, wo­ bei der Sensor über eine analoge oder bitserielle Schnitt­ stelle bzw. ein Bussystem mit der Auswerteelektronik verbun­ den ist. Durch die prinzipielle Funktionsweise der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 bedingt, kann die Ermittlung des Reibbelagverschleißes auf eine einfache Mes­ sung des Bremskolbenverschiebeweges zurückgeführt werden. Dabei liegt die Annahme zugrunde, daß generell der Ver­ schleiß der kolbenseitigen Bremsbacke 7 und der faustseiti­ gen Bremsbacke 8 im wesentlichen gleichzusetzen sind. Daraus ergibt sich der Reibbelagverschleißwert pro Bremsbacke nä­ herungsweise aus der Hälfte des zurückgelegten Bremskolben­ verschiebeweges. Unberücksichtigt hierbei bleibt zunächst der Verschleiß der Bremsscheibe 6, was jedoch dadurch be­ gründet ist, daß im allgemeinen der Verschleiß der Brems­ scheibe 6 weitaus geringer ausfällt als der Reibbelagver­ schleiß der Bremsbacken 7, 8. Grundsätzlich wird jedoch bei Sensierung des Bremskolbenverschiebeweges der Bremsscheiben­ verschleiß miterfaßt und kann selbstverständlich bei Kennt­ nis des Zusammenhanges von Reibbelag- und Bremsscheibenver­ schleiß sowie einer entsprechenden Gestaltung der Auswerte­ elektronik mit zur Anzeige gebracht werden. Insgesamt ergibt sich hieraus die besonders einfache Möglichkeit der Bestim­ mung des Reibbelagverschleißes zu beiden Seiten der Brems­ scheibe durch ausschließliche Sensierung des Kolbenver­ schleißweges.

Selbstverständlich sind zur zuverlässigen Bestimmung des Reibbelagverschleißes beider Bremsbacken 7, 8 auch andere Varianten der Sensierung möglich. Durch Einsatz zweier Weg­ sensoren an einer Bremse können beispielsweise unmittelbar die Verschiebewege beider Bremsbacken 7, 8 direkt gemessen werden. Eine solche Anordnung ließe sich u. a. auch auf Fest­ sattelbremsen anwenden. Allgemein kann der axiale Verschie­ beweg der faustseitigen, axial außenliegenden Bremsbacke 8 entweder unmittelbar an der Bremsbacke gemessen werden oder aber durch Sensierung der axialen Schwimmsattelverschiebung gegenüber dem ortsfesten Bremsträger 2 ermittelt werden. Dies erlaubt die Bestimmung des kolbenseitigen Reibbelagver­ schleißes durch Sensierung der Sattelverschiebung sowie des Bremskolbenverschiebeweges. Der kolbenseitige Reibbelagver­ schleiß ergibt sich damit aus der Differenz des Bremskolben­ verschiebeweges und dem Verschiebeweg der axial außenliegen­ den Bremsbacke 8 bzw. des Schwimmsattels 5.

Auf Grundlage der ursprünglichen Annahme eines näherungs­ weise gleichen Reibbelagverschleißes an der axial inneren 7 wie auch axial äußeren Bremsbacke 8 läßt sich auf besonders einfache Weise unter geringem Aufwand auch nur der Verschie­ beweg der kolbenseitigen Bremsbacke 7 oder aber der faust­ seitigen Bremsbacke 8 sensieren. Bei einer derartigen An­ ordnung empfiehlt es sich, pro Fahrzeugachse jeweils zwei Sensoren zu verwenden, wobei auf einer Fahrzeugseite der Verschiebeweg der kolbenseitigen Bremsbacke und auf der an­ deren Fahrzeugseite der Verschiebeweg der faustseitigen Bremsbacke sensiert wird. Hieraus läßt sich durch Mit­ telwertbildung ein Durchschnittswert für den Reibbelagver­ schleiß an allen Bremsbacken der Fahrzeugachse bestimmen.

Als besonders günstige und funktionssichere Variante der kontinuierlichen Bestimmung des Reibbelagverschleißes hat sich jedoch die in den Figuren dargestellte Ausführungsform erwiesen. Hierbei reicht ein einziger Wegsensor am Schwimm­ sattel 5 aus, wobei dieser den axialen Verschiebeweg des Bremskolbens 10 relativ zum Bremszylinder 9 mißt. Im ein­ zelnen besteht der Wegsensor 11 im wesentlichen aus einem Sensorgehäuse 12 sowie einem dazu in Meßrichtung verschieb­ bar gelagerten Meßstößel 13. Der Meßstößel 13 trägt an sei­ nem in Sensorgehäuse 12 befindlichen Ende einen Permanent­ magnet, der mit einem mit Polschuhen versehenen Magnetsystem im Sensorgehäuse 12 berührungslos in Wechselwirkung tritt. Aufgrund dieser berührungslosen Arbeitsweise des Wegsensors entfallen negative Effekte, wie z. B. Verschleiß bei Schie­ bewiderständen. Weiterhin ist in das Magnetsystem des Sen­ sorgehäuses ein Hall-Element integriert, das in der Lage ist, Magnetfeldänderungen innerhalb des Sensorgehäuses 12 zu sensieren. Solche Magnetfeldänderungen ergeben sich aus ei­ ner Relativbewegung des Meßstößels 13 zum Sensorgehäuse 12 und führen zu entsprechenden elektrischen Ausgangssignalen am Wegsensor 11, die von einer nachgeschalteten Auswerte­ elektronik unmittelbar in entsprechende Reibbelagverschleiß­ daten umgewandelt werden. Derartige kontinuierliche Reibbe­ lagverschleißdaten lassen sich auf einfachem Wege beispiels­ weise über einen Bordcomputer oder aber auf andere Wege dem Fahrer des Kraftfahrzeuges zur Anzeige bringen.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, gemäß den Fig. 1 bis 4 den Wegsensor 11 zur Aufnahme des Bremskolbenverschie­ beweges radial außerhalb des Bremszylinders 9 am Schwimm­ sattel 5 zu befestigen. Dabei ist der Wegsensor 11 derart orientiert, daß der Meßstößel 13 parallel zur Achse des Bremszylinders 9 ausgerichtet ist und damit direkt in Be­ tätigungsrichtung bzw. in Richtung des zu messenden Ver­ schiebeweges zeigt. Zum Schutz vor Steinschlag oder sonsti­ gen Umwelteinflüssen ist das Sensorgehäuse 12 idealerweise zwischen zwei in Betätigungsrichtung verlaufende gußtech­ nisch angeformten Rippen 14 oder aber in einer geeigneten sonstigen Ausnehmung bzw. Vertiefung des Schwimmsattels 5 angeordnet. Analog dazu kann der Schwimmsattel 5 auch mit separat angebrachten Schutzblechen versehen sein, die dem dazwischen angeordneten Wegsensor 11 durch geeignete Form­ gebung ebenso Schutz bieten. Das Sensorgehäuse 12 liegt formschlüssig an einer der beiden Rippen 14 an. Dabei ist beispielsweise in die Rippe 14 durch eine mechanische Be­ arbeitung eine Nut 15 eingebracht, die von einer zugehörigen entsprechend gestalteten Erhebung 16 am Sensorgehäuse 12 ausgefüllt wird. Die verbleibende Anlagefläche 17 an der Rippe 14 wird durch eine mechanische Bearbeitung am Schwimm­ sattel 5 eben gestaltet, um eine genaue Positionierung des Wegsensors 11 am Schwimmsattel 5 zu ermöglichen. Vorteilhaf­ terweise ist das Sensorgehäuse 12 gegenüber der Anlagefläche 17 mit Ausnehmungen 18 bzw. einer Riffelung versehen, wo­ durch die Kontaktfläche zur Rippe 14 vermindert wird. Da­ durch wird die Wärmeleitung, ausgehend vom durch die Brems­ betätigung aufgeheizten Schwimmsattel zum Wegsensor 11 redu­ ziert. Aus dem gleichen Grund verbleibt in radialer Richtung zwischen dem Sensorgehäuse 12 und dem Schwimmsattel 5 ein Luftspalt 19. Die zweite Rippe 14 verfügt über zumindest eine, vorzugsweise jedoch zwei Gewindebohrungen 20. Inner­ halb jeder dieser Gewindebohrungen 20 wird vorzugsweise eine kombinierte Bohr-Gewindeschraube 21 aufgenommen, mittels derer das Sensorgehäuse 12 zwischen den beiden Rippen 14 verklemmt wird. Die Bohr-Gewindeschraube 21 besitzt eine Bohrerspitze 22 und ansonsten die Kontur einer Madenschraube 23 mit Außengewinde 24. An ihrem aus der Rippe 14 hervor­ stehenden Ende besitzt die Bohr-Gewindeschraube 21 vorzugs­ weise einen Innensechskant 25, wodurch die Bohr-Gewinde­ schraube 21 auf einfachem Wege bei der Montage mit ihrer Bohrerspitze 22 in das bevorzugt aus Kunststoff gefertigte Sensorgehäuse 12 eingeschraubt werden kann. Dazu besitzt das Sensorgehäuse 12 auf der den Bohr-Gewindeschrauben 21 gegen­ überliegenden Seite Hohlräume 26, in die sich die Bohrer­ spitze 22 im Verlauf der Montage ihren Weg bahnt. Hierbei sind die sich im wesentlichen axial erstreckenden Hohlräume 26 symmetrisch zur Symmetrieebene 27 angeordnet, wodurch ein universell hergestellter Wegsensor 11 in gleichem Maße auf beiden Fahrzeugseiten eingesetzt werden kann. Zwischen den beiden unterschiedlichen Abschnitten der Bohr-Gewindeschrau­ be 21, die als Bohrerspitze 22 und Madenschraube 23 ausge­ führt sind, befindet sich ein Bund 28, der zur Anlage der Bohr-Gewindeschraube 21 am Sensorgehäuse 12 vorgesehen ist und dadurch das Aufbringen der erforderlichen Zuspannkraft zwischen Sensorgehäuse 12 und Rippe 14 ermöglicht. Zur Ver­ hinderung der ungewollten Änderung der Sensoreinstellung ist zwischen Gewindebohrung 20 und Bohr-Gewindeschraube 21 eine Verdrehsicherung ausgebildet (z. B. Tuff-Lock). Die insbeson­ dere in Fig. 2 dargestellte verdrehsichere und geschützte Befestigung des Sensorgehäuses 12 zwischen Rippen 14 des Schwimmsattels 5 erweist sich zwar als besonders vorteil­ haft, ist jedoch als rein exemplarische Ausführungsform zu werten. Unter Beachtung der erfinderischen Merkmale lassen sich ohne weiteres auch andere, ähnliche Befestigungsvarian­ ten wählen.

Den Fig. 3 bis 6 ist weiterhin die mechanische Koppelung des Meßstößels 13 an den Bremskolben 10 zu entnehmen. Dazu ist auf der Umfangsfläche des Bremskolbens 10 ein Sensorblech 29 befestigt, vorzugsweise aufgepreßt. In dieses Sensorblech 29 ist der Meßstößel 13 mit seinem aus dem Sensorgehäuse 12 herausragenden Ende 30 lösbar eingeclipst. Durch einen zwi­ schen Meßstößelende 30 und Sensorgehäuse 12 angeordneten elastischen Faltenbalg 31 wird der gesamte Wegsensor 11 vor dem Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt.

Zum Ausgleich von Toleranzschwankungen an den einzelnen Bau­ teilen der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 ist der Meßstößel 13 zumindest teilweise als biegsame Welle 32 aus­ geführt, die eine Auslenkung des Meßstößels 13 senkrecht zur Meßrichtung zuläßt, jedoch in Meßrichtung im wesentlichen starr ausgeführt ist. Vorzugsweise kann die biegsame Welle 32 aus aufgewickeltem Federdraht bestehen, wobei die ein­ zelnen Drahtwindungen unter Federvorspannung unmittelbar aneinander anliegen. Die Federvorspannung ist derart dimen­ sioniert, daß sich keine Auswirkung auf die Bewegung des Meßstößels 13 in Meßrichtung und damit auf das Ergebnis der Wegmessung ergibt.

Zur zuverlässigen Aufnahme des Bremskolbenverschiebeweges durch den Wegsensor 11 ist es zudem erforderlich, eine Ver­ drehung des Bremskolbens 10 um seine Achse zu verhindern. Hierzu ist der Belagträger 33 der kolbenseitigen Bremsbacke 7 an seiner radialen Außenseite mit einer im wesentlichen U- förmigen Aussparung 34 versehen, in die ein auf dem Sensor­ blech 29 aufgenieteter Pin 39 formschlüssig eingreift. Damit wird durch die Verbindung Bremskolben 10, Sensorblech 29, Bremsbacke 7 und Bremsträger 2 der Bremskolben erfolgreich am Verdrehen gehindert. Eine negative Beeinflussung der Mes­ sung des Bremskolbenverschiebeweges ist damit ausgeschlos­ sen. Allgemein ist die Länge des Pins 35 so zu wählen, daß bei Montage neuer Bremsbacken stets die Sicherheit besteht, daß der Pin 35 formschlüssig in die Aussparung 34 des Belag­ trägers 33 hineinpaßt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsmöglichkeiten, den Meßstößel 13 des Wegsensors 11 lösbar an das auf dem Brems­ kolben 10 befestigte Sensorblech 29 mechanisch zu koppeln. Nach Fig. 5 läßt sich die Befestigung des Meßstößelendes 30 im Sensorblech 29 durch ein Loch im Sensorblech realisieren, das an seinem Umfang von Federzungen 36 umgeben wird. Unter Aufspreizen dieser Federzungen 36 läßt sich das Meßstößelen­ de 30 in Meßrichtung in das Loch im Sensorblech 29 einfüh­ ren, wobei die Federzungen 36 schließlich bei Erreichen der Endposition in eine zugehörige Ringnut 37 im Meßstößelende einschnappen. Damit ist der Meßstößel 13 am Sensorblech 29 bzw. Bremskolben 11 axial fixiert.

Eine analoge Variante zeigt Fig. 6, nach der das Sensorblech 29 einen radial nach außen geöffneten U-förmigen Einschnitt 38 aufweist, in den das Meßstößelende 30 mit der Ringnut 37 radial einzuschwenken ist. Der U-förmige Einschnitt 38 ist dabei derart ausgebildet, daß zu beiden Seiten des Ein­ schnittes 38 angeordnete Schlitze 39 für eine Federmöglich­ keit sorgen und somit das Einschwenken des Meßstößelendes 30 erleichtern. Zusätzlich sind innerhalb des Sensorbleches 29 seitlich des Einschnittes 38 in der Endlage des in den Ein­ schnitt 38 eingeschwenkten Meßstößelendes 30 kleine Erhebun­ gen bzw. Noppen 40 angeformt, die das Meßstößelende 30 ge­ genüber dem Sensorblech 29 axial vorspannen. Dadurch wird der Meßstößel 13 axial spielfrei an den Bremskolben 10 ge­ koppelt und somit die Güte der Messung des Kolbenverschiebe­ weges erhöht.

Entscheidend für die Funktionstüchtigkeit der erläuterten und innerhalb der Figuren dargestellten Vorrichtung zur kon­ tinuierlichen Ermittlung des Reibbelagverschleißes ist die Justierung bzw. Kalibrierung des Gesamtsystems vor einer Inbetriebnahme der zugehörigen Bremse. Dazu wird nach der Montage des Sensorbleches 29 am Bremskolben 10 eine Norm­ bremsscheibe mit zugehörigen Normbremsbacken in die Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 eingefügt, wobei Normbremsscheibe und die Normbremsbacken in ihren Abmessun­ gen den durchschnittlichen Abmessungen der später im tat­ sächlichen Betrieb zu verwendenden Bremsscheiben bzw. Brems­ backen 7, 8 entsprechen. Anschließend wird der Bremskolben bis zum Erreichen der Spielfreiheit beigefahren und das Meß­ stößelende 30 in bekannter Weise entsprechend den Fig. 5,6 in das Sensorblech eingeclipst. Mittels einer Meßlehre läßt sich der Wegsensor nun in Meßrichtung auf eine Null- Stellung mechanisch einstellen, von der ausgehend die Mes­ sung des Kolbenverschiebeweges während des Betriebes der Bremse zur Ermittlung des Reibbelagverschleißes erfolgen soll. Die auf diesem Wege mechanisch justierte Null-Stellung des Wegsensors muß mit der elektrischen Null-Stellung der nachgeschalteten Auswerteelektronik abgeglichen werden, be­ vor der Sensor im Zustand der mechanisch kalibrierten Null­ stellung arretiert wird. In diesem arretierten Zustand des Wegsensors wird die gesamte Bremse auch zum Automobilher­ steller geliefert, der bei der Montage der Bremse am Ferti­ gungsband damit keine weiteren Bearbeitungsschritte zur Weg­ sensorjustierung vorzunehmen hat. Innerhalb der Auswerte­ elektronik ist dabei eine elektronische Reset-Funktion ent­ halten, mit deren Hilfe die Auswerteelektronik für jede mög­ liche Einbausituation an der Bremse nach einem Montagevor­ gang vor Inbetriebnahme der Bremse die Justierung der Null- Stellung des Wegsensors elektronisch überprüft wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung im Zusammenhang von Inspek­ tionstätigkeiten oder aber sonstigen Montagevorgängen an der Fahrzeugbremse, die beispielsweise einen Bremsbackenwechsel oder aber einen Bremsscheibenwechsel erforderlich machen. Bei gewissenhafter Durchführung der ursprünglichen mecha­ nischen und elektronischen Justierung der Sensor-Nullstel­ lung beim Bremsenhersteller ist die Auswerteelektronik in der Lage, nach Montagevorgängen an der Bremse die unter­ schiedlichen Einbausituationen zu erkennen und ggf. auf Mon­ tagefehler (z. B. Einbau gebrauchter Beläge nach einer Fahr­ zeuginspektion) mittels eines Warnsignales hinzuweisen bzw. bei Fehlfunktion die Inbetriebnahme der Reibbelag-Ver­ schleißvorrichtung zu verweigern.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung des Ver­ schleißzustandes von Reibbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Bremsbelägen (7, 8), mit einem Wegsensor (11), der den Verschiebeweg eines beweglichen Teiles der Bremse (5, 7, 8, 10) sensiert, wobei der Verschiebeweg des beweglichen Teiles (5, 7, 8, 10) vom Reibbelagverschleiß abhängt und mit einer Auswerteelektronik, die aus den vom Wegsensor (11) empfangenen Signalen Daten über den jeweiligen Verschleißzustand der Reibbeläge generiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (11) aus einem Sensorgehäuse (12) mit einem längs verschiebbar dazu gelagerten Meßstößel (13) besteht, wobei der Meßstößel (13) und das Sensorgehäuse mit verschiedenen relativ zueinander beweglichen Teilen (5, 7, 8, 10) der Bremse me­ chanisch verbunden sind, deren relativer Verschiebeweg als Maß für den Reibbelagverschleiß erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (11) an einer Teilbelag-Scheibenbremse (1) mit beiderseits einer Bremsscheibe (6) angeordneten Bremsbacken (7, 8) angebracht ist, wobei vom Wegsensor (11) der Verschiebeweg zumindest einer Bremsbacke (7, 8) sensiert wird.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (11) an einer Teilbelag-Scheibenbremse (1) mit einer integrierten Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist und vom Wegsensor (11) die Relativbewegung des Bremskolbens (11) zu seinem zugehörigen Zylindergehäuse (5) erfaßt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (11) an einer aus Schwimmsattel (5) und Bremsträger (2) bestehenden Schwimmsattel-Teilbelag­ scheibenbremse (1) angeordnet ist und vom Wegsensor (11) die Relativbewegung des Schwimmsattels (5) zum Brems­ träger (2) erfaßt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (12) formschlüssig am Schwimmsattel (5) befestigt ist und der Meßstößel (13) lösbar mechanisch an den Bremskolben (10) bzw. den Reibbelag (7, 8) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (12) innerhalb einer Ausnehmung des Schwimmsattels (5) verdrehsicher und lösbar befestigt ist, wobei der Meßstößel (13) entsprechend der Betäti­ gungseinrichtung der Schwimmsattel-Teilbelagscheiben­ bremse (1) ausgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremskolben (10) ein Sensorblech (29) axial fixiert ist, an dem das dem Sensorgehäuse (12) abgewandte Ende (30) des Meßstößels (13) lösbar befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (10) über eine verdrehsichere Verbindung zur kolbenseitigen Bremsbacke (7) verfügt.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstößel (13) zumindest par­ tiell als biegsame Welle (32) ausgeführt ist, wobei die biegsame Welle (32) in Achsrichtung im wesentlichen starr und senkrecht dazu flexibel ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor (11) lösbar am Schwimmsattel (5) ver­ schraubt ist.