DE3319988A1

DE3319988A1 - Temperatur- und verschleisssensor fuer eine bremse

Info

Publication number: DE3319988A1
Application number: DE19833319988
Authority: DE
Inventors: Nobumasa Hirakata Ohshima; Takashi Hirakata Tamai; Shigefumi Higashiosaka Tomiyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-08-16
Also published as: JPS59127934U; JPH0129298Y2; DE3319988C2; US4520661A

Description

S 397 M

Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für den Verschleiß einer Bremse und für deren Temperatur.

Fig. 1 zeigt in Schnittansicht den Aufbau eines herkömmlichen Verschleißsensors für eine Bremse und Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht Einzelheiten des Sensors. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind Bremsbeläge 1a und 1b auf Belaghaltern 2a bzw. 2b in einem Rahmen 3' angebracht. Der Rahmen 3' weist einen Kolben 4 auf, und ein den Kolben 4 enthaltender Zylinder 3 ist an dem Belaghalter 2a befestigt und drückt den Bremsbelag 1a gegen eine Drehscheibe 6, wenn die Menge der Bremsflüssigkeit 5 im Zylinder 3 durch eine bekannte Bremsbetätigung zunimmt. Daher sind beide Außenflächen der Drehscheibe 6 zwischen den Bremsbelägen 1a bzw. 1b geklemmt, wodurch die Drehung der Drehscheibe 6 durch Reibung zwischen den Flächen der Drehscheibe und der Bremsbeläge 1a und 1b abgebremst wird. Im Falle des herkömmlichen Bremsen-Verschleißsensors ist ein Sensor 7 im Bremsbelag 1a so eingegraben bzw. verlegt, daß die Spitze des Sensors 7 exponiert wird, wenn der Bremsbelag 1a bis zu einer vorbe-r stimmten Position abgerieben wird, und die Spitze des Sensors 7 weiter zusammen mit dem Bremsbelag 1a abgerieben wird, wodurch eine gewisse Veränderung beim Sensor herbeigeführt wird.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines herkömmlichen Beispiels eines Verschleißsensors» Der Sensor 7 umfaßt einen Metalldraht mit seitlicher V-Form _t der in einer gehäuseartigen Isolatorummantelung 9 eingebettet ist, und beide Enden der Drähte sind mittels Leitungsdrähten 10 herausgeführt. Die Endspitze des V-förmigen Metalldrahts 8 ist an einer vorbestimmten Abriebs-Grenzposition B angeordnet, bei der der Sensor ein Signal erzeugen sollte„ Wenn nach dem Abrieb von einer Anfangsposition A bis zur Äbriebs-Grenzposition B der Bremsbelag 1a weiter abgerieben wird, wird daher die Endspitze des Metalldrahts 8 bei Verschleiß des Bremsbelages herausgeschnitten. Folglich wird der Widerstand zwischen den Leitungsdrähten 10,10 von fast null Ohm unendlich, was dazu führt, daß eine nachfolgende Schaltung ein Verschleiß-Äbtastsignal ausgibt.

Der oben beschriebene herkömmliche Verschleißsensor für eine Bremse kann lediglich den Abrieb des Bremsbelages abtasten. Ein weiteres Problem besteht darin,, daß der Sensor nichtwiederherstellbar zerstört wird? er wird nämlich, was den Metalldraht 8 anbelangt, abgeschnitten= Demgemäß muß der Sensor 7 zusammen mit Entfernung und dem Fortwerfen des verschlissenen Bremsbelages 1a fortgeworfen werden.

Andererseits sind in den letzten Jahren Automatikgetriebe sehr verbreitet worden, und wenn ein Fahranfänger ständig die Fußbremse betätigt, tritt leicht eine gefährliche Dampfblasenbildung im Bremssystem auf. Dies ist darauf zurückzuführen, daß aufgrund von unzulässigem bzw» übermäßigem Temperaturanstieg der Bremsflüssigkeit die Bremsflüssigkeit verdampft und Schaum in der Bremsflüssigkeit erzeugt wird.

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Es ist daher in der letzten Zeit ein Bedarf für einen Sensor zur Detektion von unzulässigem bzw. übermäßigem Temperaturanstieg der Bremsflüssigkeit entstanden, um eine solche gefährliche Dampfblasenbildung bei einem Bremsensystem vermeiden zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse zu schaffen.

Durch die Erfindung wird ein Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse geschaffen, bei dem ein zusammengesetzter Positions- und Temperatursensor an einer vorbestimmten Position des Bremszylinders angeordnet ist und zur Detektion von Positionsveränderungen eines Kolbens in einem Bremszylinder dient, um hierdurch den Verschleiß eines Bremsbelages zu detektieren, und der zur Detektion der Temperatur der Bremsflüssigkeit im Bremszylinder durch thermische Leitung zu einem Körper des Sensors dient.

Durch die Erfindung ist ein Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse mit neuartigem Aufbau geschaffen worden, der wiederholt verwendbar ist.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor. Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Verschleißsensors für eine Bremse,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht, die Einzelheiten eines Hauptteiles des in Fig. 1 gezeigten Sensors darstellt,

Figο 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Temperatur- und Verschleißsensors für eine Bremse?

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht, die den Hauptteil des in Fig„ 3 dargestellten Sensors veranschaulicht, und

Figο 5 bis 8 - jeweils vergrößerte Schnittansichten der Hauptteile weiterer Ausführungsbeispiele.

Die beste Ausführung der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig„ 3 und die folgenden Figuren erläutert, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen* In Fig. 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein Temperatur- und Verschleißsensor 11 für eine Bremse auf einer Zylinderwand eines Bremszylinders 3 angebracht ist. Die anderen Teile in Fig. 3 sind im wesentlichen dieselben wie die entsprechenden Teile der Vorrichtung von Fig. 1. Der Zylinder 3 weist einen Hohlraum 31 auf, und der Sensor 11 ist so angeordnet, daß sein unterer Endteil im Hohlraum 31 exponiert ist, so daß er in der Bremsflüssigkeit 5 im Hohlraum 31 eingetaucht ist.

Der detaillierte Aufbau des Sensors der Fig. 3 ist in der vergrößerten Schnittansicht der Pig„ 4 dargestellt. Der Sensor 11 weist in einem Gehäuse 12 aus Metall ein stabförmiges Gleitstück 19 auf, das an seinem freien, im Hohlraum 31 exponierten Endteil einen Thermistor 18 besitzt« Ein Paar von Leitungsdrähten 181a und 181b und Leitungsdrähte 14 sind mit Kontakten 16a und 15b verbunden. Das Gleitstück 19 nimmt eine nach unten drückende Kraft einer Spulenfeder 15 auf, deren oberes Ende durch einen Anschlagdeckel 13 festgehalten ist. Daher wird das Gleitstück 19 stets durch ein Loch im Gehäuse 12 des

Sensors nach unten gedrückt. Der gleitende Teil zwischen dem stabförmigen Gleitstück 19 und dem Durchgangsloch im Gehäuse 12 ist mittels eines bekannten Dichtrings 17 abgedichtet, so daß die Bremsflüssigkeit 5 nicht in den Sensor gelangt. Alternativ kann der Dichtring fortgelassen werden, so daß die Bremsflüssigkeit 5 in den Innenraum des Sensorgehäuses eingeführt wird, wodurch eine bessere thermische übertragung erfolgt. Die Position des Sensors ist so ausgewählt, daß wenn der Bremsbelag 1a von dem anfänglichen Benutzungszustand bis zum Endzustand abgerieben worden ist, ein Verschleißsignal ausgegeben werden sollte. Das Gleitstück 19 wird durch eine Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gedrückt, und wenn der Abrieb des Bremsbelages 1a und 1b die vorbestimmte Linie überschreitet und der Kolben 4 sich nach links bewegt, rutscht das Gleitstück von der Schulter des Kolbens 4 herunter.

Die in Fig. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Wenn der Bremsbelag 1a vom anfänglichen Benützungszustand zu dem Zustand unmittelbar vor der vorbestimmten Verschleißposition abgerieben worden ist, befindet sich das rückwärtige Ende des Kolbens 4 bezüglich der Position des Gleitstücks 19 auf der rechten Seite, so daß das Gleitstück 19 durch die Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gehalten ist. Daher sind die Kontakte 16a und 16b von der Bodenfläche 121 des Gehäuses 12 getrennt, und die Kontakte 16a und 16b sind somit durch die Bodenfläche 121 nicht kurzgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Widerstand des Thermistors 18 durch die Leitungsdrähte 14 von außen mittels einer bekannten Schaltung gemessen werden; daher wird die Temperatur der Bremsflüssigkeit 5 durch den Thermistor 18 in der Spitze des Gleit-· Stückes gemessen. Bei weiterem Abrieb der Bremsbeläge 1a und 1b bewegt sich der Kolben 4 nach links, und sein rückwärtiges

Ende bewegt sich von Position C zur Position D, die in Fig. dargestellt sind- Wenn beim Bremsbelag 1a die vorbestimmte Verschleißlinie überschritten wird, rutscht daher das Gleitstück 19 am rückwärtigen Ende der Seitenfläche des Kolbens ab. Entsprechend bewegen sich die auf dem oberen Teil des Gleitstückes befestigten Kontakte 16a und 16b nach unten und berühren die Bodenfläche 121, wodurch der Thermistor 18 kurzgeschlossen t-?ird_o Durch dieses Kurzschließen des Thermistors wird so der Abrieb bis zu einer vorbestimmten Position des Bremsbelages 1a detektiert« Dies besagt, daß der erfindungsgemäße. Sensor die Temperatur der Bremsflüssigkeit durch den Thermistor 18 messen kann und daß durch ein Kurzschließen des Thermistors auch der Abrieb des Bremsbelages bis zu einer vorbestinanten Position detektierbar ist =

In Fig„ 5 ist ein weiteres Äusführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; wobei die entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet sind. Bei diesem Äusführungsbeispiel sind zwei Gleitstücke 19a und 19b in einem kurzen Abstand voneinander in Bewegungsrichtung des Kolbens -4 vorgesehen. Beide Gleitstücke 19a und 19b sind am unteren Ende von Federkopfstiften 20a und 20b gehalten. Ein Gleitstück, Z = B., das Gleitstück 19a, ist direkt mit einem der nach außen führenden Drähte 14 verbunden, und das andere Gleitstück 19b ist über einen Thermistor 18 mit einem der nach außen führenden Drähte 14 verbunden. Das Gehäuse 12^! ist aus isolierendem Material hergestellt, und die Kopfstifte 20a und 20b sind fast völlig im Körper des Gehäuses 12' eingebettet, wobei lediglich ihre Endspitzen und die Gleitstücke 19a und 19b freistehend bzw. exponiert sind. Die Gleitstücke

19a und 19b sind durch die Seitenfläche des Kolbens 4 nach oben gedrückt, wenn der Bremsbelag noch nicht verschlissen ist. Die Gleitstücke 19a und 19b werden daher durch die Seitenfläche des Kolbens 4 kurzgeschlossen; entsprechend ist der Widerstand des Thermistors 18 durch die Leitungsdrähte mit einer bekannten äußeren Schaltung verbunden und mißt durch den Thermistor 18 die Temperatur, die von der Bremsflüssigkeit durch den Körper des Gehäuses 12' übertragen wird. Wenn der Bremsbelag bis zu einer vorbestimmten Dicke abgerieben wird, bewegt sich der Kolben 4 von der Position C zur Position D nach links, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist. Wenn das rückwärtige Ende des Kolbens 4 zur Position D gelangt, rutscht das Gleitstück 19b von der Seitenfläche des Kolbens 4 ab, und anschließend entfernt sich das Gleitstück 19b vom Kolben 4, wodurch die Thermistörschaltung geöffnet wird. Durch diese öffnung der Thermistorschaltung wird daher der Abrieb der Bremsbeläge 1a und 1b bis. zu einer vorbestimmten Dicke detektiert.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet. Ein Paar elastischer Kontaktplatten 21a und 21b sind im Körper des Gehäuses 12' aus isolierendem Material angebracht, und die unteren Endteile der elastischen Kontaktplatten 21a und 21b sind in einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 41 des rückwärtigen Endteils der Seitenfläche des Kolbens 4 so angeordnet, daß sie die Wand der Ausnehmung nicht berühren. Ein Thermistor 18 ist parallel zu den beiden Kontaktplatten 21a und 21b angeschlossen. Die anderen Teile gleichen im wesentlichen denen der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung.

Das in Fig. β dargestellte Äusführungsbeispiel funktioniert folgendermaßen% Wenn sich die Bremsbeläge la und 1b im Anfangszustand befinden, ist der Kolben 4 so angeordnet, wie die durchgezogene Linie C zeigt„ Daher sind die beiden Kontaktplatten 21a und 21b frei in der Vertiefung angeordnet, ohne daß eine Berührung zwischen den Kontaktplatten 21a oder 21b und den vertikalen Wänden der Ausnehmung 41 stattfindet. Wenn die Bremsbeläge 1a und 1b verschleißen, bewegt sich der Kolben 4 nach links, und das rückwärtige Ende gelangt in die durch die gestrichelte Linie D dargestellte Position. In diesem Zeitpunkt wird die rechte Kontaktplatte 21b durch die rechte vertikale Wand der Ausnehmung 41 nach links gestoßen und berührt die linke Seite der Xontaktplatte 21a, wodurch eine Berührung zwischen ihren Kontakten erfolgt» Bis zu dieser Berührung ist der Thermistor nur über zwei Leitungsdrähte 14 angeschlossen, und daher kann die Temperatur der Bremsflüssigkeit durch den Widerstand des Therraistors über den herausführenden Draht durch eine bekannte äußere Schaltung gemessen werden. Wenn die Bremsbeläge 1a und 1b verschlissen werden und sich der Kolben 4 nach links bewegt und bewirkt, daß die Kontaktplatten 21a und 21b miteinander in Kontakt treten, wird dann der Thermistor 18 kurzgeschlossen. Durch dieses Kurzschließen wird daher der Verschleiß des Bremsbelages detektiert.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein normalerweise eingeschaltetes Bimetall 18' anstelle des Thermistors 18 des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 verwendet wird. Die anderen Teile sind dieselben wie in Fig. 5. Wenn bei diesem Äusführungsbeispiel die Temperatur der Bremsflüssigkeit 5 bis zu einer vorbestimmten Temperatur ansteigt, schaltet das normalerweise eingeschaltete Bimetall 18' ab,

wodurch ein Signal zur Feststellung hoher Temperatur erzeugt wird. Wenn die Bremsbeläge 1a und 1b verschlissen sind/ rutscht das Gleitstück 20b vom rückwärtigen Ende des Kolbens 4, und die Verbindung zwischen den Leitungsdrähten 14 wird ausgeschaltet, wodurch ein Verschleißsignal ausgegeben wird.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein normalerweise ausgeschaltetes Bimetall 18· über zwei herausführende Drähte 14 des Beispiels von Fig. 6 angeschlossen. Die anderen Teile sind im wesentlichen dieselben wie in Fig. 6. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur der Bremsflüssigkeit bis zu einer vorbestimmten Temperatur ansteigt, wird das normalerweise ausgeschaltete Bimetall eingeschaltet, wodurch ein Einschaltsignal als Signal für hohe Temperatur durch die beiden Leitungsdrähte ausgegeben wird. Auch wenn die Bremsbeläge 1a und 1b verschlissen sind, wird ein Einschaltsignal als Verschleißsignal durch die beiden Drähte 14 ausgegeben. Bei diesen Einschalt- bzw. EIN-Signalen kann zwischen dem Hochtemperatursignal und dem Verschleißsignal unterschieden werden, wenn die Bedingung in Betracht gezogen wird, daß das Hochtemperatursignal im allgemeinen durch Nichtbenutzung der Bremse für eine bestimmte Zeit wieder gelöscht wird, während das Verschleißsignal durch Nichtbenutzung nicht zurückgestellt wird.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Thermistor 18 durch einen Platin-Temperaturmeßwiderstand oder durch ein Thermoelement ersetzt werden.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Temperatur- und Verschleißdetektion kann die hohe Temperatur der Bremsflüssigkeit und

auch den Verschleiß des Bremsbelages durch einen einzigen Sensor detektieren, und des weiteren kann der Sensor 11 für eine lange Zeit wiederholt verwendet werden, selbst wenn die Bremsbeläge 1a und 1b nach Verschleiß ausgewechselt werden. Daher ist der erfindungsgemäße Sensor sehr wirtschaftlich.

Claims

Matsushita Electric Industrial Co=, Ltd« 1006, Oaza-Kadomaj. Kadoma-shi,, Osaka, 571 Japan

Temperatur- und Verschleißsensor für eine Bremse

Priorität? 15» Februar 1983 - Sho 58-21047 - Japan

Patentansprüche

1J Temperatur™ und Verschleißsensor für eine Bremse, gekennzeichnet durch eine an einer vorbestimmten Position eines Bremszylinders (3) angeordnete, zusammengesetzte Positionsund Temperatur-Äbtasteinrichtung für die Detektion von Positionsveränderungen eines Kolbens (4) in dem Bremszylinder 2ur Detektion von Verschleiß eines Bremsbelags (1a,1b) und für die Detektion der Temperatur der Bremsflüssigkeit (5) in dem Bremszylinder.

2ο Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positions- und Temperatursensor eine Temperatur-Ab-

tasteinrichtung (18) und ein bewegliches Gleitstück (19) zur Detektion von Positionsveränderungen des Kolbens (4) umfaßt, wobei das Gleitstück auf die Seitenfläche des Kolbens gedrückt ist, um den Zustand eines mit dem Gleitstück verbundenen Schalters zu verändern.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Positions- und Temperatursensor ein Paar elastischer Kopfstifte (20a,20b) umfaßt, von denen einer direkt mit dem einen Leitungsdraht und der andere über eine Temperatur-Abtasteinrichtung (18) mit dem anderen Leitungsdraht verbunden ist, wobei lediglich die Endspitzen der Kopfstifte aus einem Gehäuse (12¹) exponiert sind.

4. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar elastischer, mit herausführenden Drähten verbundener Kontaktplatten (21a,21b) lediglich mit ihren Endspitzenteilen aus einem Gehäuse (12¹) des zusammengesetzten Positions- und Temperatursensors exponiert sind und daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) über die Kontaktplatten angeschlossen ist.

5. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (19) am Endspitzenteil eine Temperatur-Abtasteinrichtung (18) enthält, daß es ein Paar von Kontakten (16a, 16b) aufweist, mit denen beide Enden der Teiaperatuf-Abtasteinrichtung und die herausführenden Drähte verbunden sind, und daß das Gleitstück durch eine Federeinrichtung (15) zu der Seitenfläche des Kolbens (4) gedrückt ist, wobei die Kontakte miteinander kurzgeschlossen sind, wenn das Gleitstück aus einem Gehäuse (12) des Sensors hervorsteht, wenn das Gleitstück von der Seitenfläche des Kolbens bei

einer Positionsveränderung des Kolbens bei Verschleiß abrutschte

6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (19) stabförmig und gleitbar angeordnet istj wobei es durch ein Loch eines Gehäuses (12) des Sensors durchtritt und sich ein Dichtring (17) zwischen der Außenfläche des Gleitstückes und der Innenwand des Loches befindet.

7. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (19) stabförmig und gleitbar angeordnet ist, wobei es durch ein Loch eines Gehäuses (12) des Sensors durchtritt.

8ο Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß das Gehäuse (12) mit der Bremsflüssigkeit gefüllt ist.

9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) ein Thermistor ist.

10= Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8„ dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) ein Platin-Temperaturmeßwiderstand ist.

11. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet/, daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) ein Thermoelement ist»

12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8„ dadurch gekennzeichnet,- daß die Temperatur-Abtasteinrichtung (18) ein Bimetallschalter ist.