DE4212279A1

DE4212279A1 - Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen

Info

Publication number: DE4212279A1
Application number: DE19924212279
Authority: DE
Inventors: Juergen Hackbarth
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1992-04-11
Filing date: 1992-04-11
Publication date: 1993-10-14

Description

Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen, mit einem ein statisches Magnetfeld erzeugenden Element, mit einem magnetempfindlichen, elektrischen oder elektronischen Sensor, mit einer dem magnetempfindlichen Sensor nachgeschalteten Auswerteschaltung und mit einem zur Bremsanlage gehörenden beweglichen Teil, wobei die mittlere Position des beweglichen Teiles vom Verschleißzustand eines zugehörigen Bremsbelages abhängt, und wobei das bewegliche Teil zumindest teilweise aus einem magnetisch wirksamen Material besteht und bei der eine Veränderung der Position des beweglichen Teiles die Stärke des magnetischen Feldes am Ort des magnetempfindlichen Sensors ändert.

Solche Vorrichtungen haben die Funktion, beispielsweise den Fahrer eines Kraftfahrzeuges über den Verschleißzustand der Bremsbeläge zu informieren bzw. den Fahrer zu warnen, sobald der Bremsbelagverschleiß ein sicherheitsgefährdendes Ausmaß erreicht.

Vorrichtungen zur Überwachung des Bremsbelagverschleißes sind in vielen Ausgestaltungen bekannt. Vorbekannt ist es beispielsweise, in die Bremsbeläge einen oder mehrere elektrische Kontakte zu integrieren, die bei entsprechender Abnutzung der Bremsbeläge durchtrennt werden. Eine solche Anordnung liefert folglich nur eine diskontinuierliche Information über den Verschleißzustand der Bremsbeläge.

Ebenfalls vorbekannte Überwachungsvorrichtungen mit in die Bremsbeläge integrierten Widerstandselementen, die zusammen mit den Bremsbelägen abnutzen und entsprechend der Abnutzung ihren Widerstand verändern liefern zwar eine kontinuierliche Information über den Verschleißzustand, sie weisen aber, wie auch die zuvor erwähnten Kontaktsensoren, den Nachteil auf, daß sie zusammen mit den Bremsbelägen verschleißen und jedesmal zusammen mit den Bremsbelägen ersetzt werden müssen. Selbstverständlich ist der Austausch solcher mit Sensoren ausgestatteter Bremsbeläge kostenaufwendiger als der Austausch vergleichbarer gewöhnlicher Bremsbeläge. Zudem müssen bei jedem Bremsbelagwechsel die Bremsbelagsensoren fachmännisch mit der elektrischen Anlage des Fahrzeugs verbunden werden, um die korrekte Funktion der Überwachungsvorrichtung zu gewährleisten.

Auf längere Sicht kostengünstiger und sicherer sind daher Überwachungsvorrichtungen, die mit nichtverschleißenden Sensoren arbeiten. Bei diesen wird der aktuelle Verschleißzustand der Bremsbeläge im allgemeinen durch Bestimmung einer bestimmten Position beispielsweise der Endlage oder einer mittleren Position eines beweglichen Teiles der Bremsanlage bestimmt. Hierzu werden insbesondere induktive Geber verwendet, bei denen die Induktivität einer wechselstromdurchflossenen Spule beispielsweise durch einen in die Spule einschiebbaren Kern verändert wird. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-OS 21 23 750 und der DE-OS 21 18 711 bekannt.

Hierbei erweist es sich als nachteilig, daß zur Messung der Änderung der Induktivität einer Spule diese von einem Wechselstrom durchflossen werden muß. Eine solche Vorrichtung muß daher eigens eine Einrichtung zur Erzeugung dieses Wechselstromsignals aufweisen. Schwerwiegender ist jedoch, daß in modernen Kraftfahrzeugen im Bereich der Fahrzeugräder häufig induktive Sensoren zur Bestimmung der Raddrehgeschwindigkeit, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit Schlupfregel- und Antiblockierschutzanlagen, angeordnet sind, die durch elektrische oder magnetische Wechselfelder störend beeinflußt werden können, insbesondere wenn keine aufwendigen Maßnahmen zur Abschirmung solcher Felder vorgesehen werden.

Vorteilhafter wären in diesem Zusammenhang Überwachungsvorrichtungen, die eine Positionsbestimmung eines beweglichen Teiles allein mit einem statischen Magnetfeld ermöglicht.

Aus der DE-OS 25 36 581 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Permanentmagnet auf einem beweglichen Teil hinter einer verschleißbaren Schicht aus magnetisierbarem Werkstoff angeordnet ist, wobei nach Verschleiß der magnetisierbaren Schicht der Permanentmagnet mit einer ihm gegenüber angeordneten Induktionsspule bei Bewegung des beweglichen Teiles ein Schaltsignal erzeugt.

Eine solche Vorrichtung mit einem ein statisches Magnetfeld erzeugenden Element gehört demnach ebenfalls zu den Überwachungsvorrichtungen mit verschleißenden Sensoren und weist daher die schon zuvor diskutierten Nachteile auf.

Insbesondere zeigt diese Vorrichtung nur an, daß der Verschleißzustand bereits kritisch geworden ist oder demnächst wird; eine quantitative Anzeige des aktuellen Verschleißzustandes ist dabei nicht möglich.

Der zuletzt genannte Nachteil gilt ebenso für die in der DE-OS 22 34 938 beschriebenen Vorrichtung, bei der ein an einem beweglichen Teil der Bremsanlage angeordneter Permanentmagnet mit zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge immer näher an einen magnetisch betätigbaren Schaltkontakt gerückt wird, und diesen Kontakt betätigt, sobald ein gewisser Abstand zwischen Permanentmagnet und Schaltkontakt unterschritten wird.

Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die möglichst kostengünstig herstellbar ist und die eine quantitative Auswertung des Verschleißzustandes von Bremsbelägen ermöglicht, wobei die sensierenden Teile der Vorrichtung selbst nicht zusammen mit den Bremsbelägen verschleißen und zudem eine möglichst geringe elektrische und magnetische Störwirkung auf die Umgebung aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß der magnetempfindliche Sensor ein Signal an die Auswerteschaltung gibt, dessen Intensität stetig von der Position des beweglichen Teiles abhängt und daß die Auswerteschaltung aus diesem Signal den Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelages bestimmt.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß das bewegliche Teil zumindest in Teilbereichen eine ausgeprägte vorzugsweise periodische Oberflächenstruktur aus einem magnetisch wirksamen Material aufweist und daß der magnetempfindliche Sensor die ausgeprägte Oberflächenstruktur des beweglichen Teiles abtastet und eine von der Positionsänderung des beweglichen Teiles abhängige Anzahl von elektrischen Impulsen erzeugt und an die Auswerteschaltung gibt, und daß die Auswerteschaltung aus der Anzahl der zugeführten Impulse die Positionsänderung des beweglichen Teiles aus einer Ausgangsstellung und daraus den Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelages bestimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit die Position eines beweglichen Teiles der Bremsanlage, insbesondere der Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges überwacht. Die Position bestimmter Teile der Bremsanlage, beispielsweise die Stellung des Bremskolbens relativ zum Bremszylinder, ändert sich in Abhängigkeit vom Abnutzungsgrad der Bremsbeläge. Durch Überwachung der Position eines solchen beweglichen Teiles kann somit leicht festgestellt werden, wie groß der aktuelle Abnutzungsgrad der Bremsbeläge ist und ob bereits ein kritischer Wert für den Verschleißzustand erreicht ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt dabei die Messung der Position des beweglichen Teiles durch ein statisches Magnetfeld, welches durch einen Permanentmagneten oder eine gleichstromdurchflossene Spule erzeugt wird.

Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß im Bereich der Räder keine elektrischen bzw. magnetischen Wechselfelder auftreten, so daß andere elektronische Komponenten, beispielsweise induktive Radgeschwindigkeitssensoren, nicht negativ beeinflußt werden.

Die örtliche Magnetfeldstärke, insbesondere am Einbauort des magnetempfindlichen Sensors ändert sich zwar mit der Bewegung des beweglichen Teiles, sie erfolgt jedoch relativ langsam ("quasistatisch"), so daß der Sensor in jedem Moment praktisch die Stärke eines statischen Magnetfeldes ausmißt.

Hierzu müssen natürlich Sensoren vorgesehen werden, die statische Magnetfelder ausmessen können. Hierzu kommen z. B. Hall-Generatoren oder magnetempfindliche Widerstände in Frage. Insbesondere unter Kostengesichtspunkten ist die Verwendung von magnetempfindlichen Widerständen vorteilhaft. So können für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen leicht handelsübliche, magnetoresistive Sensoren Verwendung finden. Oftmals ist in diesen Sensoren sogar eine einfache Signalaufbereitungsschaltung (z. B. zur Impulsformung, Verstärkung) integriert.

Sehr genaue resistive Sensoren erhält man, wenn mehrere magnetempfindliche Widerstände zu einer Meßbrücke verschaltet sind.

Wählt man für den Sensor einen Anbauort in der Nähe des Bremszylinders, so ist es besonders vorteilhaft, wenn in den Sensor temperaturkompensierende Bauteile integriert sind, um fehlerhafte Meßergebnisse durch wechselnde Temperatureinflüsse, wie sie insbesondere am Bremszylinder auftreten können, zu vermeiden.

Die von dem magnetempfindlichen Sensor abgegebenen Signale werden an eine Ansteuerschaltung gegeben, welche den aktuellen Bremsbelagsverschleißzustand bestimmt.

Um den kritisch gewordenen Bremsbelagsverschleißzustand unmißverständlich darzustellen, ist es sehr empfehlenswert, einen Warnsignalgeber beispielsweise in Form einer Warnlampe vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist es zudem, ein Anzeigeelement vorzusehen, das den aktuellen Bremsbelagsverschleißzustand zu jedem Zeitpunkt anzeigt, um so beispielsweise dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, sich frühzeitig auf den Austausch abgenutzter Bremsbeläge einzustellen. Um dabei möglichst anschauliche Anzeigewerte zu erhalten, ist es besonders vorteilhaft, innerhalb der Auswerteschaltung Schaltungsteile vorzusehen, welche den funktionellen Zusammenhang zwischen dem Sensorsignal und dem Bremsbelagverschleiß bzw. der Position des beweglichen Teiles zu linearisieren. Fällt also beispielsweise die Stärke des Sensorsignals in Abhängigkeit von der Positionsänderung des beweglichen Teiles exponentiell ab, so ist es vorteilhaft, innerhalb der Auswerteschaltung eine Logarithmierschaltung vorzusehen.

Weitere vorteihafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen und den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.

Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung kann in vielerlei Ausführungsformen realisiert werden. Beispielhaft sind in der Zeichnung einige vorteilhafte Ausgestaltungen dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 bis 3 jeweils eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung nach der in Anspruch 1 beschriebenen Lösung,

Fig. 4 bis 7 jeweils eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung nach der in Anspruch 2 beschriebenen Lösung.

Die Figuren zeigen jeweils eine schematische Teilansicht eines Schnittes durch einen Bremszylinder (3). Dargestellt ist jeweils schematisch insbesondere die Anordnung von dem das statische Magnetfeld erzeugenden Element (1) sowie die Ausgestaltung des Bremskolbens (2) und des Bremszylinders (3). In der Fig. 1 ist zusätzlich stark vereinfacht der Aufbau der Auswerteschaltung (6) und des magnetempfindlichen Sensors (5) angedeutet. Da diese für alle Ausführungsformen einen vergleichbaren Aufbau aufweisen, ist auf ihre Darstellung in den Fig. 2 bis 6 verzichtet worden.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Teilansicht eines Bremszylinders (3). Innerhalb des Bremszylinders (3) befindet sich beweglich angeordnet ein Bremskolben (2), welcher an seiner Stirnseite eine trichterförmige Aussparung besitzt. In dieser trichterförmigen Aussparung ist ein als Permanentmagnet ausgeführtes, ein statisches Magnetfeld erzeugendes Element (1) zentriert angeordnet. Dem magnetfelderzeugenden Element (1) gegenüberliegend ist in eine Öffnung in der Stirnwand des Bremszylinders (3) ein Sensorgehäuse (4) eingepreßt oder eingeschraubt. Das Sensorgehäuse (4) enthält neben einem handelsüblichen magnetoresistiven Sensorelement (14), in welches auch eine einfache Signalaufbereitungsschaltung integriert sein kann, noch mindestens ein temperaturkompensierendes Bauelement (5′). Das im Sensorgehäuse (4) angeordnete Sensorelement (14) und das temperaturkompensierende Bauteil (5′) werden im folgenden zusammenfassend als magnetempfindlicher Sensor (5) angesprochen und in vereinfachter Form dargestellt. Der magnetempfindliche Sensor (5) ist mit einer Auswerteschaltung (6) verbunden, zu der jeweils ein spezifischer Schaltungsteil (7) gehört, dessen Aufbau unter anderem von der jeweiligen Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung abhängt. An die Auswerteschaltung (6) angeschlossen ist zudem noch ein Warnsignalgeber (8) sowie ein Anzeigeelement (9).

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Anschluß der Bremsdruckleitung an den Bremszylinder (3) in der Figur nicht dargestellt.

Im folgenden sei die Funktion der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung kurz erläutert.

Während eines Bremsvorganges wird die vom Bremszylinder (3) umschlossene Stirnseite des Bremskolbens (2) mit Druck beaufschlagt und bewegt sich relativ zum Bremszylinder (3) nach links, wodurch ein nicht dargestellter Bremsbelag gegen eine ebenfalls nicht dargestellte Bremsscheibe gedrückt wird. Wird die Druckbeaufschlagung des Bremskolbens (2) beendet, so lösen sich die Bremsbeläge zwar von der Bremsscheibe, bleiben aber in einem sehr geringfügigen Abstand von der Bremsscheibe stehen. Der mit den Bremsbelägen verbundene Bremskolben (2) behält daher die zuletzt bei einem Bremsvorgang eingenommene Position relativ zum Bremszylinder (3) im wesentlichen unverändert bei. Die Position des Bremskolbens (2) relativ zum Bremszylinder (3) hängt dabei insbesondere vom Verschleißzustand des Bremsbelages ab. Diese Position wird mit Hilfe eines ein statisches Magnetfeld erzeugenden Elementes (1), welches in diesem Beispiel als Permanentmagnet ausgeführt ist und einem magnetempfindlichen Sensor (5) ausgemessen. Das vom Permanentmagneten (1) erzeugte statische Magnetfeld wirkt auf den magnetempfindlichen Sensor (5) beziehungsweise auf das magnetoresistive Element (14) ein. Der magnetempfindliche Sensor (5) erzeugt ein elektrisches Signal, dessen Stärke im wesentlichen von der Stärke des auf das magnetoresistive Element (14) einwirkende statische Magnetfeld abhängt. Letzteres hängt aber insbesondere vom Abstand zwischen dem Permanentmagneten (1) und dem magnetoresistiven Element (14) ab, also insbesondere auch davon, wie weit der Bremskolben (2) bei Druckbeaufschlagung ausrückt. Dies wiederum ist ein direktes Maß für den Verschleiß der Bremsbeläge. Dabei gibt es einen direkten und stetigen funktionellen Zusammenhang zwischen dem aktuellen Verschleiß des Bremsbelages und dem Ausgangssignal des magnetempfindlichen Sensors (5). Dieser funktioneller Zusammenhang kann beispielsweise durch eine abfallende Exponentialfunktion gegeben sein, so daß es vorteilhaft ist, als spezifischen Schaltungsbestandteil der Auswerteschaltung (6) eine Logarithmierschaltung (7) vorzusehen, so daß das Anzeigeelement (9) den aktuellen Bremsverschleißzustand in linearer Abhängigkeit von der Bremskolbenposition anzeigt. Der Warnsignalgeber (9), vorzugsweise ausgeführt als Warnlampe, erzeugt ein Signal sobald der Bremsverschleiß einen kritischen Wert überschreitet. Zu erwähnen ist noch die Funktion des temperaturkompensierenden Elementes (5′), welches auf einfache Weise verhindert, daß eine beim Bremsvorgang auftretende Erwärmung des Bremskolbens (2) eine verfälschende Beeinflussung des magnetoresistiven Elementes (14) bewirkt.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) als gleichstromdurchflossene Spule ausgebildet. Eine Verschiebung des vorzugsweise aus ferromagnetischem Material bestehenden Bremskolbens (2) bewirkt eine Änderung der magnetischen Flußdichte am Einbauort des magnetempfindlichen Sensors (5). Die Stärke des Sensorsignales hängt somit unmittelbar von der Position des Bremskolbens (2) relativ zum Bremszylinder (3) ab, so daß die Auswerteschaltung (6) leicht aus dem Sensorsignal die Bremskolbenposition und daraus resultierend den Bremsbelagverschleiß bestimmen kann.

Eine besonders vorteilhafte Variante der in der Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist in der Fig. 3 gezeigt. Hier besteht der Bremszylinder (3) aus einem nichtferromagnetischen Material z. B. aus Aluminium. Da dieses leicht von einem Magnetfeld durchdrungen wird, kann das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) wie auch der magnetempfindliche Sensor (5) vorteilhafterweise an der äußeren Oberfläche des Bremszylinders (3) angeordnet werden. Hierdurch lassen sich gleich mehrere Vorteile erzielen. So sind zum einen die am Bremszylinder (3) vorzunehmenden Änderungen recht gering, da erstens keine durchgehende Bohrung für den Einbau des magnetempfindlichen Sensor (5) vorgenommen werden müssen und zweitens kein gesonderter Einbauort für die Anbringung der magnetfelderzeugenden Spule (1) innerhalb des Bremszylinders (3) vorgesehen werden muß. Weiterhin müssen auch weder das magnetfelderzeugende Element (1) noch der magnetempfindliche Sensor (5) speziell gegen die im Bremszylinder (3) auftretenden Drücke sowie auch das Eindringen von Druckflüssigkeit geschützt werden. Letztlich ist auch der elektrische Anschluß, insbesondere der magnetfelderzeugenden Spule (1) hier besonders einfach möglich, da keine Leitungen durch die Bremszylinderwandung nach außen geführt werden muß.

Die Fig. 4 bis 7 illustrieren ein etwas abgewandeltes Lösungsprinzip für die erfindungsgemäße Aufgabe. Hierbei weist jeweils ein bewegliches Teil der Bremsanlage eine vorzugsweise periodisch strukturierte Oberfläche, beispielsweise in Form einer Zahn- (10) oder Gewindestruktur (10′) auf. Diese strukturierte Oberfläche (10, 10′) wird bei einer Positionsänderung des beweglichen Teiles (2, 13) am magnetempfindlichen Sensor (5) vorbeigeführt. Der Abstand zwischen der strukturierten Oberfläche (10, 10′) und dem magnetempfindlichen Sensor (5) ändert sich dabei periodisch. Unter Mitwirkung eines ein statisches Magnetfeld erzeugendes Elementes (1) ändert sich hierdurch am Einbauort des Sensors (5) die magnetische Flußdichte entsprechend. Der magnetempfindliche Sensor (5) erzeugt also ein der Struktur der Oberfläche entsprechendes Sensorsignal wechselnder Stärke vorzugsweise in Form von diskreten Impulsen. Diese Impulse werden von der in den Fig. 4 bis 7 nicht dargestellten Auswerteschaltung gezählt. Vorzugsweise weist dabei die Auswerteschaltung ein Speicherelement auf, welches die Anzahl der bereits eingetroffenen Impulse zählt.

Üblicherweise wird der Inhalt des Speicherelementes bei Einbau eines neuen Bremsbelages auf 0 gesetzt. Mit fortschreitender Abnutzung der Bremsbeläge bewegt sich ein immer größerer Teil der strukturierten Oberfläche an dem magnetempfindlichen Sensor (5) vorbei. Die Anzahl von der von dem magnetempfindlichen Sensor (5) erzeugen und von der Auswerteschaltung gezählten Impulse ist daher ein Maß für den Abnutzungsgrad der Bremsbeläge. Die gezählte und gespeicherte Impulsanzahl kann daher zu jedem Zeitpunkt als aktueller Abnutzungsgrad von einem Anzeigeelement angezeigt werden. Erreicht die gespeicherte Impulsanzahl einen vorgegebenen kritischen Wert, so betätigt die Auswerteschaltung zusätzlich den Warnsignalgeber, um auf einen kritischen Verschleißzustand der Bremsbeläge hinzuweisen.

Beispiele für vorteilhafte Ausgestaltungen dieser erfindungsgemäßen Lösung sind in den Fig. 4 bis 7 dargestellt. In der Fig. 4 bildet das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) den am Bremskolben (2) angeordneten Teilbereich mit der ausgeprägt strukturierten Oberfläche (10) aus und zwar in Form eines als Zahnstange ausgebildeten Permanentmagneten, welcher unterhalb der aus nichtferromagnetischem Material bestehenden Außenfläche des Bremskolbens (2) angeordnet ist.

In der Fig. 5 ist ein Teilbereich (10) der Außenfläche des Bremskolbens (2) als ausgeprägt strukturierte Oberfläche ausgeführt. In die Gehäusewand des Bremszylinders (3) ist der magnetempfindliche Sensor (5) eingesetzt. In dessen unmittelbarer Nähe befindet sich das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1).

Der Luftspalt zwischen dem magnetempfindlichen Sensor (5) und dem strukturierten Teilbereich der Oberfläche des Bremskolbens (2) verändert sich mit der Bewegung des Bremskolbens (2). Die sich ändernde magnetische Flußdichte am Sensoreinbauort bewirkt die Erzeugung von Impulsen durch den Sensor. Der strukturierte Oberflächenbereich (10) braucht hierbei natürlich nicht als Permanentmagnet ausgeführt sein. Vorteilhaft ist jedoch, wenn das Oberflächenmaterial in diesem Bereich ferromagnetische Eigenschaften aufweist.

In dem in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bremskolben (2) einen Hohlraum auf, in den ein mit dem Bremskolben (2) verbundener Gegenstand mit ausgeprägt strukturierter Oberfäche (beispielsweise eine Gewindestange) hineinragt. Die Abtastung der Oberflächenstruktur (10′) erfolgt über zwei mit dem das statische Magnetfeld erzeugenden Element (1) und dem magnetempfindlichen Sensor (5) verbundenen Eisenzungen (16).

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeigt die Fig. 7. Hierbei ist in die zum Bremszylinder (3) führende Bremsdruckleitung (15, 15′) ein Zusatzbehälter (11) eingeschleift, welcher einen beweglichen Kolben (13) aufweist, der den Behälter (11) in zwei mit dem Bremsdruckmittel gefüllte Kammern (12a, 12b) aufteilt. Wird die eine Seite des Kolbens (13) über die Bremsdruckleitung (15) mit Druck beaufschlagt, so wird der Kolben (13) in Richtung der zweiten Kammer (12b) verschoben und gibt den Bremsdruck über die Bremsdruckleitung (15′) an den Bremszylinder (3) weiter.

Die Messung des Verschleißzustandes des Bremsbelages erfolgt auf eine der zuvor beschriebenen Weisen durch Messung der Position des beweglichen Kolbens (13) innerhalb des Zusatzbehälters (11).

Bei dieser Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Eingriff in den Bremszylinder (3) realisiert, was besonders bei nachträglichem Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine bestehende Bremsanlage vorteilhaft ist.

Die gezeigten Ausführungsformen stellen selbstverständlich nur Beispiele dar und sollen zeigen, auf wie vielfältige Weise sich die erfindungsgemäße Vorrichtung realisieren läßt.

Bezugszeichenliste

Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen

1 (statisches Magnetfeld erzeugendes) Element
2 Bremskolben
3 Bremszylinder
4 Sensorgehäuse
5 magnetempfindlicher Sensor
5′ temperaturkompensierende Bauelemente
6 Auswerteschaltung
7 Logarithmierschaltung (bzw. Speicherbaustein)
8 Warnsignalgeber
9 Anzeigeelement
10, 10′ Teilbereich (mit ausgepräger periodischer Struktur)
11 Zusatzbehälter
12a, 12b Kammern
13 beweglicher Kolben (im Zusatzbehälter)
14 magnetoresistives Element
15, 15′ Bremsdruckleitungen
16 Eisenzungen

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen, mit einem ein statisches Magnetfeld erzeugenden Element (1), mit einem magnetempfindlichen, elektrischen oder elektronischen Sensor (5), mit einer dem magnetempfindlichen Sensor (5) nachgeschalteten Auswerteschaltung (6) und mit einem zur Bremsanlage gehörenden beweglichen Teil (2, 13), wobei die mittlere Position des beweglichen Teiles (2, 13) vom Verschleißzustand eines zugehörigen Bremsbelages abhängt und wobei das bewegliche Teil (2, 13) zumindest teilweise aus einem magnetisch wirksamen Material besteht und bei der eine Veränderung der Position des beweglichen Teiles (2, 13) die Stärke des magnetischen Feldes am Ort des magnetempfindlichen Sensors (5) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) ein Signal an die Auswerteschaltung (6) gibt, dessen Intensität stetig von der Position des beweglichen Teiles (2, 13) abhängt und daß die Auswerteschaltung (6) aus diesem Signal den Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelages bestimmt.

2. Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes von Bremsbelägen, insbesondere von Kraftfahrzeugbremsbelägen, mit einem ein statisches Magnetfeld erzeugenden Element (1), mit einem magnetempfindlichen, elektrischen oder elektronischen Sensor (5), mit einer dem magnetempfindlichen Sensor (5) nachgeschalteten Auswerteschaltung (6) und mit einem zur Bremsanlage gehörenden beweglichen Teil (2, 13), wobei die mittlere Position des beweglichen Teiles (2, 13) vom Verschleißzustand eines zugehörigen Bremsbelages abhängt, und wobei das bewegliche Teil (2, 13) zumindest teilweise aus einem magnetisch wirksamen Material besteht und bei der eine Veränderung der Position des beweglichen Teiles (2, 13) die Stärke des magnetischen Feldes am Ort des magnetempfindlichen Sensors (5) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (2, 13) zumindest in Teilbereichen eine ausgeprägte, vorzugsweise periodische Oberflächenstruktur (10, 10′) aus einem magnetisch wirksamen Material aufweist, daß der magnetempfindliche Sensor (5) die ausgeprägte Oberflächenstruktur des beweglichen Teiles (2, 13) abtastet und eine von der Positionsänderung des beweglichen Teiles (2, 13) abhängige Anzahl von elektrischen Impulsen erzeugt und an die Auswerteschaltung (6) gibt, und daß die Auswerteschaltung (6) aus der Anzahl der zugeführten Impulse die Positionsänderung des beweglichen Teiles (2, 13) aus einer Ausgangsstellung und daraus den Verschleißzustand des zugehörigen Bremsbelages bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) ein Permanentmagnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) eine gleichstromdurchflossene Spule ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet am Bremskolben (2) angeordnet oder als Teil des Bremskolbens (2) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) im oder am Bremszylinder (3) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) zumindest einen magnetempfindlichen Widerstand aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) eine Brückenschaltung mehrerer magnetempfindlicher Widerstände aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem magnetempfindlichen Sensor (5) temperaturkompensierende Bauteile (5′) integriert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) ein analoges Signal an die Auswerteschaltung (6) gibt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (6) Schaltungsteile aufweist, welche den funktionalen Zusammenhang zwischen der Stärke des analogen Signals und der Position des beweglichen Teils (2, 13) linearisiert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswerteschaltung (6) eine Logarithmierschaltung (7) gehört.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetempfindliche Sensor (5) digitale Signale abgibt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswerteschaltung (6) zumindest ein Speicherbaustein gehört.

15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des beweglichen Teiles (2, 13) zumindest in Teilbereichen eine Zahnstruktur (10) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des beweglichen Teiles (2, 13) zumindest in Teilbereichen eine Gewindestruktur (10′) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgeprägte periodische Struktur durch den am Bremskolben (2) angeordneten Permanentmagneten ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Bremsdruckleitungen (15, 15′) eingeschleifter Zusatzbehälter (11) vorgesehen ist, der zwei mit dem druckübertragenden Mittel gefüllte Kammern (12a, 12b) aufweist, die durch einen beweglichen Kolben (13) getrennt sind und daß der magnetempfindliche Sensor (5) und das das statische Magnetfeld erzeugende Element (1) am Zusatzbehälter (11) oder in unmittelbarer Nähe des Zusatzbehälters (11) angeordnet sind.