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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verschleißdetektor
für ein
Bremsglied eines Fahrzeugs, insbesondere auf einen Bremsbelag, auf den
sich die nachstehende Beschreibung ausschließlich als ein Beispiel bezieht.
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Wie
bekannt ist, umfasst ein Bremsbelag für ein Fahrzeug eine Trägerplatte,
einen Block von Reibmaterial, der durch die Trägerplatte getragen wird, und
einen Verschleißdetektor
zum Erfassen eines Verschleißgrenzzustands
des Blocks aus Reibmaterial.
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Zu
den bekannten Verschleißdetektoren
gehören
ein elektrischer Erfassungsschaltkreis oder Verdrahtungssystem und
ein im Wesentlichen zylindrisches Trägergehäuse, das entfernbar mit der
Trägerplatte
verbindbar ist, um den Detektor im Falle eines Versagens des erfassenden
Verdrahtungssystems zu ersetzen.
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Das
erfassende Verdrahtungssystem umfasst einen Erfassungsendabschnitt,
der mit der Bremsscheibe an dem Fahrzeugrad in Kontakt kommt, um
einen Verschleißgrenzzustand
des Blocks aus Reibmaterial anzuzeigen, innerhalb des Gehäuses eingebaut
und normalerweise innerhalb des Gehäuses mittels Klebstoff oder
einer geschraubten Verbindung gehalten wird.
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Bekannte
Verschleißdetektoren
des vorstehend beschriebenen Typs, die beispielsweise aus der EP-A-
0546 759 bekannt sind, benötigen
ziemlich viel Zeit und hohe Kosten für die Montage und sind relativ
schlecht abgedichtet.
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Wenn
sie geklebt werden, benötigt
der Klebstoff eine vergleichsweise lange Zeit zum Trocknen, wodurch
der Output verringert und die Kosten erhöht werden. Zudem sind die üblicherweise
verwendeten Klebstoffe umweltverschmutzend, und sind daher nicht
nur für
die Umwelt gefährlich,
sondern auch für die
Montagearbeiter.
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Zusätzlich zu
den vorstehend genannten Nachteilen kann der Klebstoff während der
Verwendung außerdem
keine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Erfassungsendabschnitt
schaffen, weil sich unvermeidlich in der Klebstoffschicht Kanäle oder
Lufttaschen bilden, welche das Einsickern von externen Wirkstoffen,
insbesondere von Wasser und Dampf zulassen, sodass der erfassende
Endabschnitt fehlerbehaftete Signale bezüglich des Verschleißes am Block
aus Reibmaterial bereitstellen kann.
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Bekannte
Detektoren mit Schraubverbindungen versagen ebenfalls dabei, fluiddichte
Abdichtungen zwischen dem Gehäuse
und dem Erfassungsendabschnitt zu schaffen, und was noch wichtiger
ist, umfassen eine vergleichsweise größere Anzahl von Komponenten,
wodurch die Herstell- und Montagezeiten und Kosten erhöht werden.
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Um
die vorstehend erwähnten
Probleme zu lösen,
gibt es bekannte Detektoren, bei denen das Gehäuse auf den Erfassungsendabschnitt
aufgeschweißt
ist. Eine solche Lösung
verlangt jedoch, dass das Verdrahtungssystem vor dem Schweißen des
Gehäuses
behandelt wird, und außerdem,
dass Spezialwerkzeug zum Schweißen
des Gehäuses und
Positionsvorrichtungen zur Festlegung des Erfassungsendabschnitts
in einer festen Position mit Bezug auf das zu verschweißende Gehäuse verwendet
werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verschleißdetektor
für ein
Bremsglied für ein
Fahrzeug zu schaffen, der dazu konzipiert ist, eine einfache Lösung für die vorstehend
erwähnten Probleme
zu geringen Kosten zu schaffen.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verschleißdetektor
nach Anspruch 1 geschaffen. Ein Aufbau zur Ausbildung eines Verschleißdetektors
ist in Anspruch 17 definiert.
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Eine
nicht einschränkende
Ausführungsform der
Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 mit
aus Klarheitsgründen
entfernten Teilen eine bevorzugte Ausführungsform des Verschleißdetektors
für ein
Bremsglied eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
erste Einzelheit des Verschleißdetektors
aus 1 zeigt;
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3 einen
Abschnitt entlang der Linie III-III in 2 zeigt;
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die 4, 5 und 6 drei
verschiedene Ansichten einer zweiten Einzelheit des Verschleißdetektors
nach 1 zeigen;
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7 eine
Explosionsansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform
des Verschleißdetektors
für ein
Bremsglied eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine
dritte Einzelheit des Verschleißdetektors
nach 7 zeigt;
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9 einen
Schnitt entlang der Linie IX-IX in 8 zeigt.
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Die
Nummer 1 in 1 zeigt einen Verschleißdetektor
für ein
(nicht gezeigtes) Bremsglied eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs,
und insbesondere für
einen Bremsklotz, der aus einer Trägerplatte und einem Block aus
Reibmaterial besteht, der von der Platte getragen wird.
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Der
Detektor 1 umfasst ein (teilweise gezeigtes) sogenanntes "bipolares" Verdrahtungssystem 2 zum
Erfassen eines Verschleißgrenzzustands
des Blocks aus Reibmaterial; und einen Aufbau 3 zum Tragen
des Verdrahtungssystems 2, der mit der Platte verbunden
ist.
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Mit
Bezug auf die 1 bis 3 ist der
Aufbau 3 bevorzugt aus einem Polyimidplastikmaterial hergestellt
und umfasst einen Verbindungskörper 4, der
einstückig
geformt ist und der wiederum einen Haubenabschnitt 5 umfasst,
welcher ein Gehäuse definiert,
und einen Abschnitt 6 zur Verbindung mit der Platte. Der
Abschnitt 5 weist einen sacklochartigen inneren Hohlraum 7 auf,
der sich entlang einer Achse 8 erstreckt, eine axiale Öffnung 9 aufweist, durch
die sich das Verdrahtungssystem 2 erstreckt und die durch
eine Endwand 10 und durch eine zylindrische Oberfläche 11 definiert
ist. Die Oberfläche 11 weist
zwei axiale Endabschnitte 12 und 13 auf; der Abschnitt 12 definiert
die Öffnung 9;
und der Abschnitt 13 ist benachbart zu der Wand 10 und
weist vier gleich beabstandete axiale Rippen 15 auf, die sich
radial innerhalb des Hohlraums 7 erstrecken und vier axiale
Nuten 16 definieren.
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Wie
in den 1, 4, 5 und 6 gezeigt
ist der Hohlraum 7 teilweise durch einen zylindrischen
Einsatz 17 besetzt, der ein Teil des Aufbaus 3 ist,
eine Achse aufweist, die mit der Achse 8 zusammenfällt, und
zwei koaxiale einander entgegengesetzte Endabschnitte 19 und 20 aufweist,
die miteinander durch einen koaxialen Zwischenabschnitt 21 verbunden
sind, der eine Umfangsnut 22 festlegt.
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Der
Abschnitt 19 erstreckt sich durch und schließt die Öffnung 9 und
weist einen Außendurchmesser
auf, der ungefähr
gleich dem, aber nicht größer als
der Innendurchmesser des Abschnitts 12 ist. Der Abschnitt 20 erstreckt
sich andererseits in den Hohlraum 7 und weist zwei einander
diametral entgegengesetzte axiale Rippen 24 auf, die sich
radial nach außen
erstrecken, um in zwei entsprechende Nuten 16 einzugreifen
und den Einsatz 17 in einer feststehenden Winkelposition
mit Bezug auf den Haubenabschnitt 5 zu halten.
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Mit
besonderem Bezug auf 6 weist der Einsatz 17 zwei
einander diametral entgegengesetzte axiale Nuten 26 auf,
die durch Rippen 15 so gleichwinklig beabstandet sind,
dass sie sich in zwei entsprechende Nuten 16 erstrecken.
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Mit
Bezug auf 1 greifen zwei Abschnitte eines
elektrischen Kabels 28 in die Nuten 26 ein, die einen
Teil des Verdrahtungssystems 2 und einen Erfassungsabschnitt 29 umfassen,
der um den Abschnitt 20 axial in ein U gewunden ist, deshalb
vollständig
innerhalb des Hohlraums 7 aufgenommen ist und während der
Verwendung dafür
sorgt, dass der Verschleißgrenzzustand
des Blocks aus Reibmaterial erfasst wird.
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Das
Verdrahtungssystem 2 umfasst außerdem eine elastische äußere Abdeckung 30,
die zwei Endzweige 31 des Kabels 28 abdeckt, die
sich auf einander entgegengesetzte Seiten des Erfassungsabschnittes 29 erstrecken,
und umfasst einen Endabschnitt 34, der die Abschnitte 19 und 21 umfasst und
der radial zwischen den Abschnitt 19 und den Abschnitt 12 eingefügt ist,
um den Hohlraum 7 abzudichten, der durch den Abschnitt 5 und
den Einsatz 17 definiert ist.
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Die 7 bis 9 zeigen
einen Detektor 40 ähnlich
dem Detektor 1, dessen Komponententeile unter Verwendung
derselben Bezugszeichen wie für
den Detektor 1 gezeigt sind. Der Detektor 40 unterscheidet
sich vom Detektor 1 dadurch, dass das Verdrahtungssystem 2 von
einem sogenannten "Single-Pol"-Typ ist, das heißt, durch
ein einzelnes elektrisches Kabel festgelegt ist und einen Metallkern 41 und
eine elastische isolierende Abdeckung 41a umfasst, die
mit einer Grenzfläche
eines Lochs 45 zusammenwirkt, um das Loch 45 in
fluiddichter Weise zu schließen.
Das Verdrahtungssystem 3 endet in einem freien Erfassungsendabschnitt 42,
der sich entlang der Achse 8 innerhalb des Hohlraums 7 erstreckt
und zum Erfassen des Verschleißgrenzzustands
dient.
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Der
Detektor 40 unterscheidet sich außerdem vom Detektor 1 dadurch,
dass der Einsatz 17 einen röhrenförmigen Abschnitt 44 umfasst,
der einen Außendurchmesser
aufweist, der ungefähr
gleich dem, jedoch nicht kleiner als der Innendurchmesser des Abschnitts 12 ist,
so dass er fest in den Abschnitt 12 passt, um die Öffnung 9 in
fluiddichter Weise zu schließen.
Der röhrenförmige Abschnitt 44 weist
ein axiales Durchgangsloch 45, durch den sich das Verdrahtungssystem 2 erstreckt,
und weist an dem am axialen Ende 5 ganz außen einen
integrierten Flansch 46 auf, der sich axial gegen den Abschnitt 5 abstützt, wenn
der Detektor 40 montiert wird.
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Wie
in den 8 und 9 gezeigt, weist der Einsatz 17 außerdem zwei
axiale Fortsätze 47 auf,
die sich zusammen mit dem röhrenförmigen Abschnitt 44 und
einander gegenüberliegend
in den Hohlraum 7 erstrecken und mit entsprechenden radialen
Zähnen 48 abschließen, die
einander gegenüberliegen
und durch einen Abstand von einander getrennt sind, der kleiner
als der Außendurchmesser des
Verdrahtungssystems 2 ist.
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Mit
Bezug auf die 7 sind die zwei Fortsätze 47 elastisch,
insbesondere radial verformbar, und sorgen dafür, dass das Verdrahtungssystem 2 mit
dem Erfassungsabschnitt 42 zwischen ihnen in einer festen
axialen Position gehalten wird.
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Anstelle
der oder zusammen mit der Hülse 30 oder
Abdeckung 41a als einem Abdichtelement ist zumindest entweder
der röhrenförmige Abschnitt 44 oder
ein Abschnitt 49 des Abschnitts 5, der die Öffnung 9 definiert,
elastisch verformbar, so dass er elastisch gespannt ist, wenn der
Einsatz 17 mit dem Abschnitt 5 verbunden, und
so der Hohlraum 7 abgedichtet ist.
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Um
den Detektor 1 zu montieren, wird zunächst das Verdrahtungssystem 2 mit
dem Einsatz 17 verbunden, in dem der Erfassungsabschnitt 29 axial
auf den Abschnitt 20 gewunden wird und der Abschnitt 34 der
Hülse 30 auf
den Abschnitt 19 aufgebracht wird, um das Kabel 28 auf
dem Einsatz 17 zu halten. Der Abschnitt 34 ist
so aufmontiert, dass das freie Ende elastisch in die Nut 22 eingreift,
um das Einfügen
der Hülse 30 in
die Öffnung 9 zu
erleichtern. Der Einsatz 17 wird durch die Öffnung 9 eingefügt, so dass
das Kabel 28 und die Rippen 24 entlang entsprechender
Nuten 16 gleiten, um die Hülse 30 in den Hohlraum 7 einzuführen.
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Der
Einsatz 17 wird dann axial in eine Position, in welcher
die Hülse 30 axial
gegen die Rippen 15 anstößt und der Erfassungsabschnitt 29 von
der Endwand 10 frei ist (1), vorgeschoben,
um den Abschnitt 34 der Hülse gegen den Abschnitt 12 vorzuspannen
und die Öffnung 9 in
fluiddichter Weise zu schließen.
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Um
den Detektor 40 zu montieren, wird das Verdrahtungssystem 2 durch
das Loch 45 eingefügt, das
in fluiddichter Weise durch die Abdeckung 41a geschlossen
wird, so dass der Erfassungsabschnitt 42 axial über die
Zähne 48 der
Fortsätze 47 vorsteht, die
elastisch verformt sind und das Verdrahtungssystem 2 mit
Bezug auf den Einsatz 17 in einer axial feststehenden Position
halten. Der Einsatz 17 wird dann durch Verschieben der
zwei Fortsätze 47 entlang
der zwei Nuten 16 und Spannen des röhrenförmigen Abschnitts 44 in
den Abschnitt 5 zum Schließen der Öffnung 9 in fluiddichter
Weise in den Hohlraum 7 eingefügt, bis der Flansch 46 axial
auf dem Abschnitt 5 aufliegt.
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Im
tatsächlichen
Einsatz wird der Verbindungsabschnitt 6 in einer festen
Relativposition an der Bremsklotzplatte montiert. Wenn ein Verschleiß des Blocks
von Reibmaterial sich der Grenzbedingung annähert, reibt die jeweilige (nicht
gezeigte) Bremsscheibe des Fahrzeugs allmählich die Endwand 10 axial
weg, bis sie schließlich
mit dem Erfassungsabschnitt 42 des Detektors 40 in
Kontakt kommt, wodurch sie einen entsprechenden elektrischen Schaltkreis
schließt,
oder schert den Erfassungsabschnitt 29 des Detektors 1 ab,
wodurch sie einen entsprechenden elektrischen Schaltkreis öffnet, und
so den Verschleißgrenzzustand
an den Fahrer des Fahrzeugs signalisiert.
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Der
Detektor 1, 40 ist daher billig, schnell und leicht
zu montieren, während
er gleichzeitig eine exzellente Dichtung schafft.
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Der
Aufbau 3 wird tatsächlich
durch axiales Einfügen
und Vorspannen des Einsatzes 17 in den Abschnitt 5 leicht
und schnell montiert, wobei kein Kleben benötigt wird, wodurch Montagezeit
und Kosten im Vergleich zu bekannten Lösungen deutlich verringert
werden, und außerdem
die Verwendung von umweltschädlichem
Klebstoff eliminiert wird. Die einfache Nutzung der elastischen
Hülse 30 – die einen
Teil herkömmlich
benutzter Verdrahtungssysteme bildet – als ein elastisches Abdichtelement
schafft einerseits die Abdichtung des Hohlraums 7, der
den Erfassungsabschnitt 29, 42 aufnimmt, und andererseits
eine weiter vereinfachte Montage und eliminiert die Notwendigkeit
zusätzlicher
elastisch verformbarer Elemente.
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Im
Vergleich mit bekannten Lösungen
mit Schraubverbindungen zum Verbinden des Verdrahtungssystems 2 mit
dem Gehäuse
stellt der Detektor 1, 40 eine fluiddichte Abdichtung
des Hohlraums 7 sicher, ist schneller zu montieren und
weist weniger Komponenten auf, weil der Aufbau 3 lediglich
den Körper 4 und
den Einsatz 17 aufweist.
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Im
Vergleich mit bekannten Lösungen,
in denen das Gehäuse
verschweißt
ist, benötigt
der Detektor 1, 40 keine Vorbereitung des Verdrahtungssystems 2 oder
eine spezielle Ausstattung zum Schweißen des Gehäuses oder zum Positionieren
des Verdrahtungssystems 2 mit Bezug auf das Gehäuse vor dem
Schweißen.
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Die
Positionierung des Erfassungsabschnittes 29, 42 mit
Bezug auf den Abschnitt 5 wird am Detektor 1 durch
die Hülse 30 sichergestellt,
die das Kabel 28 auf dem Abschnitt 20 hält, und
am Detektor 40 durch die Fortsätze 47 und den Flansch 46,
der einen axialen Referenzschulterabschnitt für den Einsatz 17 mit
Bezug auf den Abschnitt 5 definiert.
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Zudem
kann der selbe Körper 4 sowohl
für "bipolare" als auch "einpolige" Verdrahtungssysteme verwendet
werden, in dem lediglich zwei verschiedene Einsätze 17 verwendet werden,
wodurch die Herstellungskosten im Vergleich mit bekannten Lösungen deutlich
verringert werden, die verschiedene Montagelinien für vollständig verschiedene
Gehäuse benötigen.
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Zudem
kann in dem Fall, in dem das Verdrahtungssystem 2 während der
Benutzung beschädigt,
beispielsweise versehentlich aufgeschnitten wird, was zu verfälschten
Verschleißsignalen
führt, lediglich
das Verdrahtungssystem 2 allein ersetzt werden, indem einfach
der Einsatz 17 aus dem Hohlraum 7 herausgenommen
wird und der Körper 4 an der
Bremsklotzplatte verbunden bleibt, was im Gegensatz zu bekannten
Lösungen
steht, in denen das gesamte Gehäuse
von der Platte entfernt und der gesamte Detektor ersetzt werden
muss. Der Körper 4 als
solcher kann permanent mit der Bremsplatte verbunden sein, ohne
dass es eine lösbare
Verbindung dazwischen gibt, wodurch die Produktions- und Montagezeit
und Kosten verringert werden.
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Offensichtlich
können Änderungen
am Detektor 1, 40 wie hier beschrieben durchgeführt werden,
ohne jedoch vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Insbesondere
kann der Detektor 1, 40 gebildet werden, indem
der Aufbau 3 und ein Verdrahtungssystem verwendet wird,
das ein Teil des elektrischen Systems des Fahrzeugs bildet, und/oder
kann für
einem Bremsklotz verwendet werden.