DE4120527C2 - Verschleiß-Sensor für Bremsklötze von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschleißsensor für Bremsklötze von Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind verschiedene Arten von Verschleißsensoren für Bremsklötze oder Bremsbeläge bekannt. Eine bekannte Lösung ist beispielsweise in DE-GM 16 70 023 gezeigt. Der Verschleißsensor ist in diesem Fall im Träger eines Bremsklot­ zes vorgesehen und umfaßt einen Stift als Abtast-Element, der mit einem elek­ trischen Kabel verbunden ist. Eine hohle Bohrung hält den Stift in zentrierter Position in einem Hohlraum. Ist der Bremsbelag so weit abgenützt, daß die Bremstrommel auf dem Stift schleift, wird ein Stromkreis über den Stift und das Kabel geschlossen, so daß eine Kontrollampe aufleuchtet. Weitere Verschleiß­ sensoren sind aus der DE 38 20 977 A1 sowie der DE 38 71 742 T2 bekannt.

Zu den bekannten Lösungen gehören auch Abtast-Elemente, die zum Teil in ei­ nem Sitz des Bremsklotzes angeordnet sind. Wenn der Bremsklotz so weit ver­ schlissen ist, daß das Abtast-Element freigelegt ist, wird ein elektrisches Signal abgegeben, das anzeigt, daß der Bremsklotz ausgewechselt werden sollte. Nach und nach erfaßt der Verschleiß das Abtast-Organ, bis dieses schließlich unter­ brochen wird, so daß ein zweites Signal abgegeben wird, das nachdrücklich auf die Notwendigkeit eines Auswechselns hinweist.

Bei einem weiteren bekannten Sensor sind zwei Leiter in zwei axialen Kanälen eines Kerns angeordnet, der in den Korpus des Sensors eingefügt ist. Auf diesem wird ein Kopf befestigt, der ein flexibles Element umfaßt, das den Korpus des Sensors in einem Sitz hält, der durch den Träger und den Bremsklotz hindurch­ geht.

Das Abtast-Element dieses Sensors wird gebildet durch eine Platte aus leiten­ dem Material, die U-förmig gebogen ist und mit Hilfe von umgebogenen Rippen an zwei Enden der Leitungsdrähte des elektrischen Kabels befestigt ist und den elektrischen Stromkreis schließt. Bei einer Abwandlung derartiger Sensoren wird das Abtast-Element gebildet durch eine ununterbrochene Drahtlitze eines Kabels, die herausgezogen und verlötet ist mit einem Materialzusatz, so daß eine abgeflachte Form nach Art eines gekrümmten Blattes entsteht.

Diese Sensoren haben den Nachteil, daß sie in den Sitz von der bremsenden Oberfläche des Bremsklotzes her eingeschoben werden müssen. Im übrigen ist die Herstellung aufwendig und teuer wegen des Abtast-Elements und dessen Drahtlitze und wegen der Befestigung des Schutzkopfes.

Bei einem anderen bekannten Sensor wird der Korpus des Sensors in einen Sitz eingeschraubt, der sich in der Trägerplatte befindet und von der Außenseite des Trägers zugänglich Ist. Das Abtast-Element wird gebildet durch einen U-förmi­ gen Abschnitt eines elektrischen Kabels. Der Abschnitt wird geführt durch ein Zentrierorgan, das im wesentlichen prismatisch ausgebildet und aufgrund sei­ ner ebenen Wände mit einer Rinne versehen ist. Dieses Zentrierorgan erfordert stets eine zugehörige Abdeckung für die Befestigung des Korpus des Sensors, so daß die Herstellung relativ kostspielig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschleißsensor für Bremsklötze zu schaf­ fen, der einfach aufgebaut und wirtschaftlich herzustellen sowie leicht zu mon­ tieren ist.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnen­ den Teil des Hauptanspruchs.

Der erfindungsgemäße Sensor umfaßt einen hohlen Korpus, der in dem Sitz ei­ nes Trägers zu befestigen ist, der den Bremsklotz aufnimmt. Ein elektrisches Kabel liegt in dem hohlen Korpus. Ein elektrisches Abtast-Element ist mit dem elektrischen Kabel verbunden und in einer Ausnehmung des Bremsklotzes an­ grenzend an den Sitz angeordnet. Ein Zentrierorgan steht mit dem hohlen Kor­ pus in Verbindung und nimmt das Abtast-Element in zentrierter Position inner­ halb der Ausnehmung in dem Bremsklotz auf. Das Zentrierorgan ist direkt mit dem hohlen Korpus verbunden und verschließt diesen an einem Ende. Das Ab­ tast-Element wird gebildet durch einen Abschnitt des Kabels, der U-förmig ge­ legt ist und sich in einem im wesentlichen diametralen Einschnitt befindet, der in dem Zentrierorgan vorgesehen ist. Dieses Zentrierorgan ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und der Einschnitt des Zentrierorgans umfaßt einen diametral durchlaufenden Teil am äußeren Ende und zwei auf gegenüberliegen­ den Seiten axial verlaufende Teile. Der Einschnitt weist eine Breite und eine Tie­ fe auf, die eine vollständige Aufnahme des U-förmigen Abschnitts des Kabels ge­ stattet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Scheibenbremse ei­ nes Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Verschleißsensor für ei­ nen Bremsbelag oder Bremsklotz;

Fig. 2 ist eine Ansicht entsprechend der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit zu Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils des Sensors;

Fig. 6 ist eine Detailansicht zu Fig. 4 und veranschaulicht die innere Befestigung des Sensorelements.

Fig. 1 und 2 zeigen einen allgemein mit 6 bezeichneten Träger für Brems­ klötze einer Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, auf dem in bekannter Weise ein Bremsbelag oder Bremsklotz 7 befestigt wird. Der Bremsklotz 7 besteht aus Reibmaterial, etwa einem Bremsbelag, und ist vorgesehen zum Zusam­ menwirken mit der Oberfläche einer mit dem Rad des Fahrzeugs fest verbun­ den Scheibe. Der Bremsklotz ist daher Verschleiß ausgesetzt und muß ersetzt werden, wenn der Verschleiß eine bestimmte Grenze erreicht hat.

Der Träger 6 ist mit einem Sitz 8 (Fig. 3) versehen, der aus einer Gewinde­ bohrung besteht, die einen Verschleißsensor für den Bremsklotz aufnimmt, der allgemein mit 9 bezeichnet ist. Entsprechend dem Sitz 8 ist der Brems­ klotz 7 mit einer Sackbohrung 10 versehen, die sich über eine bestimmte Tiefe in die Stärke des Bremsklotzes 7 hinein erstreckt und einen kegelför­ migen Endbereich 11 aufweist.

Der Verschleißsensor 9 umfaßt einen hohlen Korpus 12, vorzugsweise aus Messing und einen zylindrischen Abschnitt 13 mit Gewinde, der zum Ein­ schrauben in den Sitz 8 des Trägers 6 bestimmt ist. Der Korpus 12 umfaßt weiterhin einen sechseckigen Kopf 14, der mit einem Schlüssel zum Ein­ schrauben in den Sitz 6 erfaßt werden kann. Der Korpus 12 (Fig. 4) weist ei­ ne zylindrische Bohrung auf, die axial durch den Abschnitt 13 und den Kopf 14 verläuft. Diese Bohrung umfaßt einen ersten Abschnitt 16, deren Länge im wesentlichen der Höhe des Kopfes 14 entspricht, und einen zweiten Ab­ schnitt 17, der im wesentlichen dem Gewinde-Abschnitt 13 zugeordnet ist und einen etwas größeren Durchmesser als der Abschnitt 16 aufweist.

Der Abschnitt 17 der Bohrung dient zur Aufnahme eines metallischen Röhr­ chens 18, vorzugsweise aus Aluminium, das eine zylindrische Form mit einem eingesenkten oder aufgeweiteten Ende 18' aufweist, wie anschließend genau­ er erläutert werden soll. Das aufgeweitete Ende liegt in einer leichten Ein­ senkung oder Aufweitung 19 am Ende des Abschnitts 17 der Bohrung, die in einen Hohlraum 20 mit wesentlich größerem Durchmesser einmündet. Der Hohlraum 20 ist seitlich begrenzt durch eine relativ dünne Wand 21. In dem Hohlraum 20 befindet sich ein kreisförmiger Flansch 22, der einstückig aus­ gebildet ist, mit einem zylindrischen Zentrierorgan 23 und der mit diesem einen abgerundeten Zapfen 24 bildet. Das Zentrierorgan 23 besteht aus ei­ nem leicht durch die Bremswirkung auf der Bremsscheibe pulverisierbaren Material, das nicht mit dem Bremsbelag des Bremsklotzes 7 verschmutzt wird. Dieses Material kann vorzugsweise ein handelsübliches Material der Fir­ ma Du Pont sein, das unter dem Namen VESPEL (Warenzeichen) vertrieben wird, und das über eine begrenzte Zeit einer erhöhten Temperatur bis zu 600°C widerstehen muß.

Das Zentrierorgan 23 dient zum Zentrieren eines elektrischen Kabels 25, das eine übliche Drahtlitze 26 aus elektrisch leitendem Material umfaßt, die durch einen Mantel 27 aus isolierendem Material umgeben ist, beispielsweise aus Hochtemperatur-Polyimid, das im Handel unter dem Warenzeichen KAP- TON erhältlich ist. Das Kabel 25 ist nahezu vollständig eingefügt in eine flexi­ ble Hülle 33 aus Kunststoffmaterial, das für hohe Temperaturen geeignet ist. Die Hülle 33 ist eingefügt in einen Teil des Abschnitts 16 der Bohrung und dient zum Festhalten des äußeren Teils des Kabels 25, so daß sie in der Nähe eines Anschlußsteckers 35 endet.

Das Zentrierorgan 23 (Fig. 5) ist mit einem im wesentlichen diametral durch­ laufenden Einschnitt 28 versehen. Dieser umfaßt einen Teil 29, der diametral durch das Ende des Zentrierorgans 30 hindurchläuft, und zwei Teile 30, die sich auf axial gegenüberliegenden Seiten befinden und einen Zentrierkern 31 begrenzen. Die Größe und die Tiefe des Einschnitts 28 sind derart gewählt, daß ein Abschnitt 32 (Fig. 3 und 4) des Kabels 25, der das eigentliche Sen­ sorelement des Sensors bildet und die Form eines U aufweist, vollständig auf­ nimmt.

Das Zentrierorgan 23 wird am Korpus 12 befestigt durch Einfügen des Flan­ sches 22 in den Hohlraum 20 nach Art eines Stopfens. Dann wird die Wand 21 nach innen über den abgerundeten Zapfen 24 bzw. den Flansch 22 des Zentrierorgans 23 gebogen. Auf diese Weise bleibt der Abtast-Abschnitt 32 des Sensors mit dem Korpus 12 fest verbunden, der das Zentrierorgan 23 und den Abtast-Abschnitt 32 in der Sackbohrung 10 des Bremsklotzes 7 fest­ hält.

Ein Teil des Kabels 25, das in dem Abschnitt 16 der Bohrung des Korpus 12 und in dem Röhrchen 18 innerhalb des Korpus 12 liegt, wird schraubenför­ mig aufgedreht, damit es gegen die Wände des Röhrchens 18 fest anliegt und axiale Verschiebungen des Kabels 25 vermieden werden.

Ein Abschnitt 18a des Röhrchens 18 wird zusammengedrückt, so daß verhin­ den wird, daß das Kabel 25 unbeabsichtigt herausrutscht, wenn das Kabel im Falle des Verschleißes des Bremsklotzes 7 unterbrochen wird. Die freien En­ den 34 (Fig. 2) des Kabels sind in bekannter Weise mit einem Verbindungs­ stecker 35 verbunden, der in eine Buchse eingesteckt werden kann, die am Rahmen des Fahrzeugs befestigt ist.

Die Montage des Sensors 9 am Träger 6 erfolgt in einfacher Weise, nachdem an diesem der Bremsklotz 7 angebracht worden ist. Es reicht dann aus, den Sensor 9 von der Außenseite des Trägers 6 in den Sitz 8 einzuschieben und den Korpus 12 mit Hilfe des Sechskant-Kopfes 14 festzuschrauben.

Solange im Gebrauch der Bremsklotz 7 mit seiner ganzen äußeren Oberfläche die Bremsscheibe berührt, wird der Sensor 9 nicht beeinflußt und gibt keine Signale ab. Wenn der Verschleiß den Endbereich 11 der Sackbohrung 10 er­ reicht, wird diese zu einem durchgehenden Loch, das sich nach und nach vergrößert, bis das Zentrierorgan 23 in Kontakt mit der Bremsscheibe kommt.

Die Bremsscheibe beginnt jetzt, den Mantel 27 des Kabels 25 abzutragen, und, wenn der Verschleiß des Bremsklotzes 7 in einer ersten Höhe bzw. im Bereich einer ersten Linie 36 in Fig. 3 und 4 angelangt ist, wird der Mantel 27 durchbrochen. Die Drahtlitze 26 liefert jetzt in bekannter Weise ein erstes elektrisches Signal, das einen intermittierenden Alarm auslöst, der anzeigt, daß es opportun ist, den Bremsklotz 7 auszuwechseln.

Wenn der Benutzer des Fahrzeugs dieses Auswechseln unterläßt, setzt sich der Verschleiß des Bremsklotzes 7 und des Zentrierorgans 23 fort, und es beginnt der Verschleiß der Drahtlitze 26. Wenn deren Verschleiß im Bereich der Ebene 37 gemäß Fig. 3 und 4 angelangt ist, wird die Drahtlitze unterbro­ chen, so daß sie in bekannter Weise ein zweites Signal auslöst, das einen kon­ tinuierlichen Alarm hervorruft, der anzeigt, daß es nun unerläßlich ist, den Bremsklotz 7 auszuwechseln.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergeben sich die Vorteile des erfin­ dungsgemäßen Sensors gegenüber herkömmlichen Lösungen. Zunächst ist es nicht notwendig, zum Sitz des Sensors durch die Bremsfläche des Brems­ klotzes hindurch zu gelangen. Im übrigen läßt sich das Zentrierorgan 23 di­ rekt am Träger 6 befestigen, und es ist keinerlei Befestigungsorgan zu die­ sem Zweck erforderlich.

Der erfindungsgemäße Sensor ermöglicht verschiedene Variationen und Ver­ besserungen. Beispielsweise kann es sich um eine Trommelbremse mit zylin­ drischer Bremsfläche handeln. Im übrigen kann der Kopf 14 des Zentrieror­ gans eine prismatische Form aufweisen oder mit Vertiefungen oder Bohrun­ gen versehen sein, die das Einschrauben mit Hilfe eines speziellen Werk­ zeugs ermöglichen.

Claims (5)

1. Verschleißsensor für Bremsklötze von Fahrzeugen, mit einem hohlen Kor­ pus (12) zum Einschrauben in einen Sitz (8) eines Trägers (6) eines Bremsklot­ zes (7), einem elektrischen Kabel, das in dem hohlen Korpus liegt, einem Abtast- Element (32), das elektrisch mit dem elektrischen Kabel verbunden ist und in ei­ nem Hohlraum (10) des Bremsklotzes angrenzend an den Sitz angeordnet ist, und einem Zentrierorgan (23) in Verbindung mit dem hohlen Korpus, das das Abtast-Element in zentrierter Position in dem Hohlraum hält, dadurch gekenn­ zeichnet,

• 1. daß das Zentrierorgan (23) direkt mit dem hohlen Korpus verbunden ist, und daß das Abtast-Element gebildet ist durch einen U-förmigen Abschnitt des elektrischen Kabels (25), der in einem im wesentlichen diametral in das Zen­ trierorgan eintretenden Einschnitt (28) liegt,
• 2. daß das Zentrierorgan (23) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und der Einschnitt (28) des Zentrierorgans einen diametral durchlaufenden Teil (29) am äußeren Ende und zwei auf gegenüberliegenden Seiten axial verlaufende Tei­ le (30) umfaßt.
• 3. und daß der Einschnitt eine Breite und eine Tiefe aufweist, die eine voll­ ständige Aufnahme des U-förmigen Abschnitts des Kabels gestattet.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Korpus (12) mit einer axialen, im wesentlichen zylindrischen Bohrung (16, 17) versehen ist, die durch das Zentrierorgan (23) verschlossen ist, und daß der hohle Korpus eine äußere Form mit einem zylindrischen, mit Gewinde versehenen Abschnitt (13), der in dem Sitz (8) einschraubbar ist, und einem Kopf (14) aufweist, der mit einem Werkzeug zum Einschrauben zu erfassen ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierorgan (23) einen Flansch (22) umfaßt, der in einem Hohlraum (20) des hohlen Korpus (12) liegt, welcher Hohlraum durch eine Wand (21) begrenzt ist, die über den Flansch zur Befestigung des Zentrierorgans umgebogen ist.

4. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektri­ sche Kabel in der axialen Bohrung (16, 17) liegt und einen schraubenförmig auf­ gedrehten Abschnitt aufweist, der in einen Abschnitt (17) der Bohrung einge­ schoben ist und von dem der U-förmige Abschnitt (32) des Kabels ausgeht.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenför­ mig aufgedrehte Abschnitt in einem metallischen Röhrchen (18) liegt, das in den Abschnitt (17) der axialen Bohrung eingefügt ist, und daß das Röhrchen derart verformt ist, daß das Herausrutschen des elektrischen Kabels (25) nach dessen Unterbrechung beim Verschleiß des Bremsklotzes (7) verhindert wird.