DE3407716C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung des Betriebszustandes
von Verschleißteilen nach der Gattung des
Hauptanspruchs.
In einem Kraftfahrzeug sind die Bremsen die Aggregate
mit der höchsten Leistung. Die Verkehrssicherheit eines
Kraftfahrzeugs hängt wesentlich von der Funktion
seiner Bremsen ab. Der Bremsbelag ist durch Abrieb einem
Verschleiß unterworfen; übersteigt der Verschleiß ein
bestimmtes Ausmaß, so sind die Bremsen nicht mehr
funktionsfähig. Die Stärke des Bremsbelags sollte also
laufend überwacht werden. Auf jeden Fall muß ein
Warnsignal dann abgegeben werden, wenn ein Bremsbelag
seine Minimalstärke erreicht hat.
Besonders bei Nutzfahrzeugen haben die Bremsen in bezug
auf Sicherheit und Wartungsaufwand eine herausragende
Stellung. Der Zustand der Bremsbeläge ist nicht immer
leicht zu kontrollieren, besonders bei Zwillingsreifen
ist der Überwachungsaufwand erheblich. Wird der Belag
nicht rechtzeitig gewechselt, steigt das Unfallrisiko.
Wird der Belag zu früh gewechselt, steigen die Betriebs
kosten.
Zur Überwachung der Reststärke der Bremsbeläge sind
viele Verfahren bekannt. Es gibt Einrichtungen, die den
Stand des Bremsöls überwachen. Weiter gibt es Grenzwert
melder mit Kontaktstiften, die in die Bremsbeläge einge
baut sind und die beim Unterschreiten einer bestimmten
Belagstärke über die Bremsscheibe einen Stromkreis
schließen und so ein Signal auslösen. Diese und andere
Überwachungsmethoden haben den Nachteil, daß sie zwar
rechtzeitig, aber doch erst bei abgenutzten Bremsbelägen
warnen. Eine laufende Überwachung und eine Aussage über
den akuten Zustand und die Belastung der Bremsbeläge ist
mit diesen Verfahren nicht möglich.
Aus der DE-OS 21 23 750 ist eine
Einrichtung zur Messung der Belagstärke von Reibteilen,
insbesondere von Bremsbelägen, bekannt, bei der am Belag
oder in der Nähe des Belags ein mechanisch-elektrischer
Längengeber angeordnet ist. Der Längengeber gibt ein der
Belagstärke analoges elektrisches Signal ab. Mit diesem
Gerät kann nun zwar in der Ruhestellung der Bremsen die
Lage der Bremsbeläge angegeben werden. Das Gerät gibt
jedoch keine Auskunft über die vorangegangenen Belastungen
oder Überlastungen der Bremse und damit über die zu
erwartende zukünftige Wirksamkeit der noch vorhandenen
Bremsbeläge.
In der DE 33 00 446 A1 wird ein Verfahren zur Prüfung des Betriebs
zustandes von Bremsen vorgestellt, bei dem bei jeder Bremsbetätigung
der Bremszylinderhub gemessen wird und aus einer Anzahl von Hubmeß
werten der jeweils kleinste ermittelt wird. Aus dem Vergleich dieser
minimalen Hubmeßwerte mit Sollwerten kann eine Aussage über den Be
triebszustand der zu überprüfenden Bremsbeläge gemacht werden. Aber
auch durch dieses Verfahren sind keine befriedigenden Auskünfte über
vorangegangene Belastungen oder Überlastungen der Bremsbeläge zu er
reichen und damit keine befriedigende Ermittlung des Betriebszustan
des möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist der Entwurf eines Verfahrens,
wodurch befriedigende Auskünfte über vorangegangene Belastungen oder
Überlastungen der Bremsbeläge zu erreichen sind und damit eine be
friedigende Ermittlung des Betriebszustandes der Bremsbeläge möglich
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs und die erfindungsgemäße
Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Neben
anspruchs haben demgegenüber den Vorteil, daß in jedem
Augenblick der wahrscheinliche Zustand der Verschleißteile,
insbesondere der Bremsbeläge oder auch der Kupplungsbeläge,
angegeben werden kann. Damit läßt sich ein notwendiger
Wartungszeitpunkt genauer festlegen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des
im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens und der im Neben
anspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß nicht nur die Belastungen
der Bremsen, sondern auch Überlastungen festgestellt,
angezeigt und gespeichert werden können. Eine Gefahr
einer Rißbildung im Bremsbelag beispielsweise kann so
mit einer Wahrscheinlichkeit diagnostiziert werden.
Ein einfaches Auswertegerät mit einem einfachen Integrator
kann aus der Betätigungszeit, dem Betätigungsdruck und der
Relativgeschwindigkeit der Verschleißteile auf einfache
Weise angenähert die bisher aufgelaufene Bremsleistung,
die Bremsenergie, die Bremsentemperatur, den Abrieb und
den Verschleiß und damit den Zustand der Restbeläge ermitteln.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Einrichtung,
Fig. 2 eine Skizze des Druckverlaufs bei
einem Bremsvorgang und
Fig. 3 eine vereinfachte Graphik
dazu.
Im Blockschaltbild nach Fig. 1 ist auf einer Welle 11
eine Bremsscheibe 12 angebracht. Gegen die Bremsscheibe 12
sind Bremsbeläge 13 anpreßbar. Die Drehzahl der Welle 11
ist mit Hilfe eines als Drehzahlgeber ausgebildeten Geschwindigkeitsmeßgeräts
14 meßbar. Mit wenigstens einem
der Bremsbeläge 13 steht ein Druckmeßgerät 15 und ein
Zeitmeßgerät 16 in Wirkungsverbindung. Die Ausgangssignale
des Druckmeßgeräts 15, des Zeitmeßgeräts 16 und des
Geschwindigkeitsmeßgeräts 14 sind einem Auswertegerät 17
zugeführt. Am Ausgang des Auswertegeräts 17 liegt der
Eingang eines Anzeigegeräts 18.
Bei einem Bremsvorgang werden die Bremsbeläge 13 gegen
die Bremsscheibe 12 gedrückt. Die Betätigungszeit T
der Bremsbeläge und der Bremsdruck p, mit dem die Bremsbeläge
13 auf die Bremsscheibe 12 gedrückt werden, werden
dabei vom Zeitmeßgerät 16 und vom Druckmeßgerät 15 gemessen
und an das Auswertegerät 17 gemeldet. Gleichzeitig
wird die Drehzahl der Bremsscheibe 12 mit Hilfe des
Geschwindigkeitsmeßgeräts 14 gemessen; die Drehzahl ist
ein Maß für die Relativgeschwindigkeit zwischen der
Bremsscheibe 12 und den Bremsbelägen 13. Auch dieser Wert
wird an das Auswertegerät 17 weitergegeben. Das Auswertegerät
17 verfolgt beginnend mit dem Neueinbau der Bremsbeläge
13 und gegebenenfalls der Bremsscheibe 12 alle
Bremsvorgänge. Aufgrund eines intern vorgebbaren Modells
berechnet das Auswertegerät 17 den Verschleiß und damit
den wahrscheinlichen Restzustand der Bremse, also die
Zustände des Bremsbelags und der Bremstrommel oder der
Bremsscheibe.
In Fig. 2 ist der übliche Druckverlauf bei einem Bremsvorgang
skizziert. In dem Diagramm sind t₁ und t₂ die
Ansprechpunkte eines Druckschalters oder eines Bremskontakts
und Ps der Bremsspitzendruck. Mit der Anzahl x
der Bremsvorgänge ergibt sich für die Verschleißkennzahl V
V ∼ ∫ K(p, T) dt
Wobei im allgemeinen K eine nichtlineare Funktion des
Bremsdrucks p und der Bremsbelagtemperatur T ist.
In Fig. 3 ist zur Vereinfachung eine Näherung aufgezeichnet.
Wenn die Zeitdauer τ eines Bremsvorgangs vereinfacht
mit τ=t₂-t₁ angegeben wird, ergibt sich die
Verschleißkennzahl V näherungsweise zu
Statt der Drehzahl der Bremsscheibe 12 und damit des
Fahrzeugrads kann dem Auswertegerät 17 auch die Fahrzeuggeschwindigkeit
zugeführt werden. Das Auswertegerät
berechnet also aus der Betätigungszeit der Bremsvorrichtung
12, 13, der Raddrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit
und dem Bremsdruck näherungsweise die
Bremsleistung, die Bremsenergie, die Bremsentemperatur,
den Abrieb und den Verschleiß der Bremse. Durch eine
einfache Integration läßt sich daraus der Zustand der
Verschleißteile der Bremse 12, 13 ermitteln. Das
Ergebnis dieser Berechnung kann über ein Anzeigegerät
18 kontinuierlich im Checkpanel angegeben oder auch
bei einer Fahrzeuginspektion abgelesen werden.
Mit der beschriebenen Einrichtung wird also nicht die
tatsächliche Abnutzung beispielsweise von Bremsbelägen
oder Kupplungsbelägen gemessen, vielmehr wird eine
solche Abnutzung durch ein internes Modell simuliert.
Das Verschleißmodell wird vorher in dem Auswertegerät 17
gespeichert.
Claims (6)
1. Verfahren zur Ermittlung des Betriebszustandes von Verschleißteilen,
insbesondere von Brems- oder Kupplungsbelägen, wobei aus Betätigungsgrößen
der Verschleißteile der Betriebszustand ermittelt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Betätigungszeit (τ), dem
Betätigungsdruck (p) und der Relativgeschwindigkeit der Verschleißteile
der Betriebszustand mittels eines durch Daten und ihre Verknüpfung
vorgegebenen Modells, das den Verschleiß der Verschleißteile
bei vorgegebenen Betätigungsgrößen berücksichtigt, Verschleißdaten,
wie Verschleißleistung, Verschleißteileabrieb oder Verschleißumfang,
ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Summieren/
Integrieren der Verschleißdaten der momentane Betriebszustand
der Verschleißteile (12, 13) ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der momentane Betriebszustand der Verschleißteile
(12, 13) angezeigt wird.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine Zeitmeßvorrichtung (16) zur Ermittlung der Betätigungszeit (τ) der Verschleißteile und
- - eine Druckmeßvorrichtung (15) zur Ermittlung des Betätigungsdruckes der Verschleißteile und
- - eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (14) zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Verschleißteilen (12, 13) vorgesehen ist, und
- - Auswertevorrichtungen (17), denen die Signale der Zeitmeßvorrichtung (16), die Signale der Druckmeßvorrichtung (15) und die Signale der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (14) zugeführt werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erfassung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Verschleißteilen
ein mit dem Fahrzeugrad verbundener Drehzahlgeber vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erfassung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Verschleißteilen
ein Tachometer des Fahrzeuges dient.
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DE3407716C2 true DE3407716C2 (de) | 1993-01-07 |
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ID=6229401
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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