DE69935508T2 - Gerät zur Darstellung des Fahrzeugbremsenverschleisses in Echtzeit - Google Patents

Gerät zur Darstellung des Fahrzeugbremsenverschleisses in Echtzeit Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Fahrzeugbremsen und insbesondere Scheibenbremsen.
  • Wie bekannt ist, unterliegen Beläge aus Reibmaterial für Fahrzeugbremsen einer Abnutzung und müssen erneuert werden, wenn ihre Dicke einen Mindestsicherheitswert unterschreitet.
  • Da die Beläge in einer Position angebracht sind, in der sie für den Benutzer sicher nicht leicht zu inspizieren sind, wird die Überprüfung ihres Betriebszustands von Fachleuten und nur gelegentlich durchgeführt, wobei das Risiko besteht, dass die Überprüfung erst erfolgt, wenn die Dicke den Mindestsicherheitswert bereits unterschritten hat.
  • Darüber hinaus wird dieses Problem noch kritischer bei all jenen Anwendungen, bei denen die Bremsen immer oder fast immer unter extremen Bedingungen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise bei Rennen. Hier kann es verheerende Folgen haben, wenn der genaue Abnutzungszustand der Bremsbeläge nicht präzise bekannt ist.
  • Angesichts des beschriebenen Standes der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Lösung des Problems der Überprüfung des Abnutzungszustands der Bremsbeläge von Fahrzeugbremsen im allgemeinen.
  • Beispiele von Vorrichtungen zur Überwachung der Abnutzung von Bremsen sind in den Dokumenten DE 197 38 317 , US 5 848 672 , DE 42 12 279 , US 3 808 593 und DE 33 48 387 beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den anliegenden Ansprüchen angegebene Vorrichtung gelöst.
  • Die kennzeichnenden Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung einer in den anliegenden Zeichnungen dargestellten möglichen praktischen Ausführungsform, die lediglich als ein die Erfindung nicht einschränkendes Beispiel dient.
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 ein detaillierteres Funktionsblockdiagramm einer Schaltung für die Konditionierung eines betreffenden Messwertaufnehmers der Vorrichtung gemäß 1;
  • 3 ein Flussdiagramm eines Prozesses für die Einstellung von Betriebs- und Kalibrierungsparametern für die Vorrichtung gemäß 1;
  • 4 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Vorrichtung gemäß 1 darstellt;
  • 5 eine graphische Darstellung der über die Zeit stattfindenden Evolution von zwei elektrischen Signalen, die in Echtzeit den Abnutzungszustand der Bremsbeläge eines mit der Vorrichtung gemäß 1 ausgestatteten Fahrzeugs angeben;
  • 6 eine Teilschnittansicht einer Scheibenbremse, die mit einem Messwertaufnehmer ausgestattet ist, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gekoppelt ist;
  • 7 eine Vorderansicht der Scheibenbremse gemäß 6;
  • 8 eine detaillierte Querschnittsdarstellung der Zone der Bremse gemäß 6, in der der Messwertaufnehmer montiert ist; und
  • 9 eine Detailansicht des Messwertaufnehmers gemäß 8.
  • 1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung. Bezugsziffer 1 bezeichnet die Gesamtheit einer elektronischen Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit. Auf vorteilhafte Weise ist die elektronische Einheit 1 für die Unterbringung in einem angemessen widerstandsfähigen boxförmigen Behälter vorgesehen, der an Bord eines Fahrzeugs zu installieren ist. Die elektronische Einheit 1 ist derart ausgebildet, dass sich auch bei hohen Betriebstemperaturen von höher 50°C arbeiten kann.
  • Die elektronische Einheit 1 umfasst einen Mikroprozessor oder einen Mikrocomputer 2. Der in 1 schematisch dargestellte Block 2 ist dahingehend zu verstehen, dass er sowohl den eigentlichen Mikroprozessor als auch die flüchtigen Speicher (RAM) und nichtflüchtigen Speicher (ROM; EPROM, EEPROM, Flash EEPROM) enthält, die bekanntlich notwendig sind für die dauerhafte Speicherung des von dem Mikroprozessor auszuführenden Mikroprogramms, für die Speicherung von programmierbaren Parametern und für die Speicherung von temporären Daten während der Ausführung des Mikroprogramms. Ein geeigneter Mikroprozessor ist zum Beispiel der von INTEL hergestellte Typ L'87C196.
  • Der Block 2 hat zwei (oder mehr) Eingänge 3a, 3b, die jeweilige elektrische Signale 4a, 4b empfangen, die in Echtzeit den Abnutzungszustand der Beläge eines Bremssystems eines Fahrzeugs anzeigen. Die Signale 4a, 4b sind analoge Signale, und die Eingänge 3a, 3b sind Eingänge von Analog/Digital-Wandlern innerhalb des Mikroprozessors 2, zum Beispiel 10-Bit-Wandler. Die Signale 4a, 4b werden erzeugt durch die jeweiligen Schaltkreise 5a, 5b für die Konditionierung und falls notwendig für das Filtern und die Verstärkung von jeweiligen elektrischen Signalen 6a, 6b, die von den Messwertaufnehmern geliefert werden, die den Sätteln des Bremssystems zugeordnet sind, so dass sie den Abnutzungsgrad der Bremsbeläge direkt oder indirekt erfassen und ein entsprechendes konvertiertes elektrisches Signal bereitstellen können. Jede der beiden Reihen, die aus dem Messwertaufnehmer 7a, 7b, den jeweiligen Schaltkreisen 5a, 5b und den Signalen 4a, 4b bestehen, wird auch als ein "Kanal" bezeichnet.
  • Die elektronische Verarbeitungseinheit 1 hat zwei Ausgänge 8a, 8b für die Lieferung der Signale 4a, 4b an eine telemetrische Erfassungseinheit, die nicht dargestellt ist, da sie an sich bekannt ist.
  • Der Mikroprozessor 2 steuert eine Schaltung 9 für den Antrieb einer Anzeigevorrichtung 10, die sich in vorteilhafter Weise an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs befindet, so dass sie für den Fahrer direkt sichtbar ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Anzeigevorrichtung eine Gruppe von vier Anzeigen, die aus sieben LED-Segmenten bestehen, die für die Anzeige von vier alphanumerischen Symbolen ausgebildet sind, und die Schaltung 9 ist ein Decoder des Typs, wie er allgemein für den Antrieb solcher Anzeigen verwendet wird.
  • Der Mikroprozessor 2 steuert auch zwei Alarmmeldevorrichtungen 11a, 11b, zum Beispiel Zweifarben-LEDs.
  • Ein Eingang des Mikroprozessors 2 ist mit einer Vorrichtung 12 für die Wahl des auf der Anzeigevorrichtung 10 anzuzeigenden Kanals verbunden, zum Beispiel mit einem Schalter. Der Mikroprozessor 2 steuert zwei Leuchtanzeigen 100a, 100b, zum Beispiel zwei einfarbige LEDs, die anzeigen, welcher der beiden Kanäle momentan auf der Anzeige 10 angezeigt wird.
  • Ein zusätzlicher Eingang des Mikroprozessors 2 ist mit einer Rückstellvorrichtung 13 verbunden, zum Beispiel mit einem Druckknopf.
  • Ein weiterer zusätzlicher Eingang des Mikroprozessors 2 ist mit einem Port 15 für den Anschluss einer externen Programmiervorrichtung 14 verbunden, die tragbar ist oder ortsfest ist und die mit einer Dateneingabevorrichtung wie beispielsweise einer Tastatur (in dem Beispiel drei Tasten 16a16c) verbunden ist, für die Programmierung der elektronischen Einheit 1 und insbesondere für die Einstellung der für den Betrieb notwendigen Parameter in Übereinstimmung mit den nachfolgend beschriebenen Abläufen.
  • Ein Energieversorger 17, zum Beispiel die Fahrzeugbatterie, liefert die Energie (zum Beispiel 12 Volt) an die Verarbeitungseinheit 2. Eine DC/DC-Wandler 101 erzeugt, indem er die von der Batterie 17 gelieferte Versorgungsspannung aufnimmt, zwei komplementäre Spannungen +V, –V (zum Beispiel +15V und –15V), mit denen die Schaltkreise 5a, 5b versorgt werden.
  • In vorteilhafter Weise sind die Eingänge für die Signale 6a, 6b, die Ausgänge für Fernmessung und die Eingänge für die Energieversorgung in einem einzigen Verbinder zusammengefasst.
  • Die Messwertaufnehmer 7a, 7b können verschiedenen Typen entsprechen. Zum Beispiel können sie aus Positions-Messwertaufnehmern zwischen dem Sattelkörper und dem Belag der Bremse bestehen, vorzugsweise aus Positions-Messwertaufnehmern des Kontakttyps, wie z.B. LVDT-Messwertaufnehmer, wobei in diesem Fall die Schaltungsanordnungen 5a, 5b Schaltkreise 15a, 15b für die Konditionierung der Messwertaufnehmer umfassen.
  • 2 zeigt in größerem Detail einen der Schaltkreise 15a, 15b in 1 in einem Fall, in dem die Messwertaufnehmer dem LVDT-Typ entsprechen, der sich elektrisch mittels einer primären Wicklung 70, zwei sekundären Wicklungen 71, 72 und einem beweglichen Kern 73 darstellen lässt und der deshalb fünf Anschlüsse hat.
  • Die zugeordnete Konditionierungsschaltung 15a umfasst einen Oszillator 74, der ein Signal mit 3000–4000 Hz an die erste Wicklung 70 des Messwertaufnehmers 7a und an einen Demodulator 75 liefert; der Demodulator 75 empfängt ebenfalls ein entsprechend verstärktes Signal von der sekundären Wicklung 72 des Messwertaufnehmers, wobei die andere sekundäre Wicklung 71 geerdet ist. Ein Ausgang des Demodulators 75 versorgt ein Tiefpassfilter 76 mit einer Abschaltfrequenz in der Größenordnung von einigen hundert Hertz. Der Ausgang des Filters 76 versorgt einen Addierer 77, der ebenfalls eine Spannung V1 erhält, für die Translation der Ausgabe 0.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die folgende Weise.
  • Bei dem Einbau neuer Bremsscheiben und/oder Bremsbeläge in dem Fahrzeug wird die Verarbeitungseinheit 2 durch die Betätigung der Rückstellvorrichtung (z.B. des Druckknopfs) 13 zurückgesetzt. Dies bewirkt ein Rücksetzen der Anzeigevorrichtung 10 durch den Mikrocomputer 2. Der Rücksetzvorgang erfolgt individuell für alle vorhandenen Kanäle, wobei die Wahl des rückzusetzenden Kanals mittels der Wählvorrichtung 12 durchgeführt wird.
  • Die externe Programmiervorrichtung 14 wird dann an den Port 15 der Verarbeitungseinheit 2 angeschlossen. Nach dem erfolgten Anschluss wird die Tastatur 16a16c der Programmiervorrichtung 14 verwendet, um auf ein Programmiermenü zuzugreifen, mit dessen Hilfe verschiedene Parameter für die Kalibrierung der Verarbeitungseinheit 2 eingestellt werden können. Die durch die externe Vorrichtung 14 programmierbaren Parameter enthalten beispielsweise die Parameter für die Kalibrierung der elektronischen Tafel, Parameter, die sich auf die reale Variation (Fahrt) des Positions-Messwertaufnehmers beziehen, Parameter für das Filtern der durch den Messwertaufnehmer gelieferten Signale, um Störungen der analogen Signale 4a, 4b zu beseitigen, oder die Anzahl von Dezimalzahlen, die auf der Anzeigevorrichtung 10 gezeigt werden müssen. Ferner wird die Vorrichtung 14 verwendet, um die Schwellenwerte für den Alarm einzustellen, das heißt die Werte für die Abnutzung der Beläge, bei denen die Alarmmeldevorrichtungen 11a, 11b aktiviert werden. Die Schwellenwerte für den Alarm werden auf der Basis der maximal möglichen Abnutzungsdicke des Reibmaterials der Beläge bestimmt.
  • Ein Beispiel des Programmiermenüs ist schematisch in 3 dargestellt, in der die Bezugsziffer 20 das Hauptmenü bezeichnet, das aus einer Mehrzahl von Seiten besteht, von denen der Zugriff auf Untermenüs 21a21c möglich ist. Nach dem Anschluss der Programmiervorrichtung 14 an die Verarbeitungseinheit 1, muss für den Zugriff auf das Hauptmenü 20 eine der drei Tasten 16a16c der Vorrichtung 14 gedrückt werden, zum Beispiel die Taste 16a (die "PRO-GRAMM-Taste") genannt wird. Der Mikroprozessor 2 veranlasst die Anzeige des vierstelligen Codes "1111", der die erste Menüseite angibt, auf der Anzeigevorrichtung 10. Wenn dann in der Folge eine der verbleibenden Tasten 16b, 16c gedrückt wird, ist es möglich, durch die Seiten des Hauptmenüs 20 zu blättern, die der Reihe nach auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt werden ("2222" = zweite Seite, "3333" = dritte Seite, "4444" = letzte Seite).
  • Die Seite "1111" bezieht sich auf die Kalibrierung der Analog/Digital-Wandler, auf die Kalibrierung der Bewegung des Messwertaufnehmers und auf die Einstellung der Anzahl von anzuzeigenden Dezimalzahlen. Durch Drücken der PROGRAMM-Taste ist von dieser Seite aus der Zugriff auf das Untermenü 21a möglich, dessen Seiten "0001 " und "0002" sich auf die Kalibrierung der Analog/Digital-Wandler, "0003" und "0004" auf die Kalibrierung der Bewegung des Messertaufnehmers und "0005" auf die Einstellung der Anzahl von anzuzeigenden Dezimalzahlen beziehen.
  • Die Seite "2222" bezieht sich auf die Einstellung der Schwellenwerte für die verschiedenen Kanäle. Durch Drücken der PROGRAMM-Taste ist es möglich, von dieser Seite aus auf das Untermenü 21b zuzugreifen, das (im Falle von zwei dargestellten Kanälen) die Seiten "0001" und "0002" zum Einstellen des Schwellenwerts des einen Kanals bzw. des anderen Kanals umfasst.
  • Die Seite "3333" bezieht sich auf die Einstellung von Parametern für das Filtern der von den beiden Kanälen gelieferten Signale. Durch Drücken der PRO-GRAMM-Taste ist es möglich, auf das Untermenü 21c zuzugreifen, das (immer noch im Fall von zwei Kanälen) die Seiten "0001" und "0002" für die jeweilige Einstellung der Filterparameter für beide Kanäle umfasst.
  • Die Seite "4444" ist die letzte Seite, von der aus der Programmiervorgang verlassen wird, indem die PROGRAMM-Taste gedrückt wird.
  • Um Beispielsweise die Schwellenwerte für den Alarm einzustellen, muss die Seite "2222" des Hauptmenüs gewählt und die PROGRAMM-Taste gedrückt werden, um das Untermenü 21b aufzurufen. Die Wahl der Seite des Untermenüs erfolgt durch Drücken der Tasten 16b, 16c. Nachdem durch Drücken der PROGRAMM-Taste zum Beispiel die Seite "0001" aufgerufen wurde, kann der Schwellenwert eingestellt werden. Der momentan eingestellte Wert wird auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt (wenn zum Beispiel "0200" angezeigt wird, bedeutet das, dass der eingestellte Grenzwert 20,0 mm beträgt), und durch Drücken der Tasten 16b, 16c kann dieser Wert geändert werden. Wenn der gewünschte Wert erreicht ist, kann dieser neue Wert durch Drücken der PRO-GRAMM-Taste gespeichert werden.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Verarbeitungseinheit 1 darstellt.
  • Während des Betriebs erfassen die Messwertaufnehmer 7a, 7b in Echtzeit und kontinuierlich den Zustand der Abnutzung der Beläge der Bremsen, denen sie zugeordnet sind, zum Beispiel durch die relative Position zwischen dem Sattelkörper und dem Belag während des Bremsens. Mittels der Konditionierungs-, Verstärkungs- und Filterschaltkreise 5a, 5b werden die von den Messwertaufnehmern erzeugten Signale in Form von analogen Signalen 4a, 4b (Schritt B1) zu den Eingängen 3a, 3b des Mikroprozessors 2 geleitet. Die Signale 4a, 4b werden über jeweilige Ausgänge 8a, 8b auch an eine telemetrische Erfassungsvorrichtung gesandt, die zum Beispiel deren graphische Darstellung liefert, wie beispielsweise in 5 gezeigt, in der zwei Graphen A und B die Entwicklung der Signale 4a, 4b über einen Zeitraum darstellen (ausgedrückt durch die Anzahl der Durchläufe durch einen Schaltkreis) und die Abnutzung (in mm) der Beläge einer Bremse auf der linken Seite (A) und auf der rechten Seite (B) des Fahrzeugs anzeigen.
  • Nach der Abtastung und Quantifizierung der analogen Signale 4a, 4b führt der Mikroprozessor 2 eine Verarbeitung der Signale durch, um sie in eine digitale Form umzuwandeln (Schritt B2), die in erster Linie dafür vorgesehen ist, eine Darstellung des Abnutzungszustands der Beläge in einem numerischen Format auf der Anzeigevorrichtung zu ermöglichen (Schritt B3). Deshalb werden nach der Bestimmung des anzuzeigenden Kanals (Schritt B4) die entsprechenden Daten auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt (Schritte B5a, B5b). Die Wahl des anzuzeigenden Kanals erfolgt durch den Fahrer, der den Kanal-Wähler 12 betätigt. Gleichzeitig führt der Mikroprozessor 2 einen Vergleich des Abnutzungswerts entsprechend dem Wert des abgetasteten und quantifizierten Signals 4a, 4b durch (Schritt B6a, B6b), um zu verifizieren, ob der vorher eingestellte Schwellenwert für den Alarm überschritten wurde. Sollte dies der Fall sein, aktiviert der Mikroprozessor 2 die Meldevorrichtung 11a, 11b entsprechend dem Kanal, bei dem der Schwellenwert überschritten wurde (zum Beispiel ändert sich im Falle eines Zweifarben-LED die Farbe von grün in rot), wo durch der Fahrer darauf hingewiesen wird, dass der Schwellenwert überschritten wurde (Schritte B7a, B7b).
  • Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht von dem verwendeten speziellen Messwertaufnehmer-Typ abhängig ist, vorausgesetzt, dass die Messwertaufnehmer für die Lieferung von analogen elektrischen Signalen ausgelegt sind, die den Abnutzungszustand der Beläge in Echtzeit angegeben, zeigt 6 eine Draufsicht auf eine Scheibenbremse, insbesondere für Hochleistungsfahrzeuge wie beispielsweise Rennwagen, die mit einem besonders vorteilhaften Messwertaufnehmer ausgestattet sind, der für den Einsatz bei vorliegender Erfindung besonders geeignet ist.
  • Ein Sattelkörper 50, der eine betreffende Scheibe 51 übergreift, hält in jeweiligen Aufnahmen zwei einander gegenüberliegende Beläge 52, 53, deren jeder in an sich bekannter Weise aus einer Verkleidung 54 gebildet ist, die der Scheibe 51 zugewandt ist und die aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten besteht und durch eine Platte 55 gehalten ist.
  • In dem dargestellten Beispiel sind hinsichtlich der Scheibe 51 in beiden Seiten des Sattelkörpers 50 drei Hydraulikzylinder/Kolben-Gruppen 56a58a, 56b58b gebildet, die derart aktiviert werden können, dass sie den jeweiligen Belag 52, 53 an die Scheibe 51 drücken. Ein Kühler 59a61a, 59b61b, der mit der Platte 55 des jeweiligen Belags in Kontakt ist, ist in bekannter Weise an dem Ende eines jeden Kolbens montiert. Der Kühler 59a, 61a, 59b, 61b der Kolben an den Enden ist mit Öffnungen versehen. Der Kühler 60a, 60b der zentralen Kolben hat eine umfangsseitige Nut 62.
  • Einer der beiden zentralen Kolben, in dem Beispiel derjenige an der Innenseite des Sattelkörpers 50, hat einen ihm zugeordneten Messwertaufnehmer 63 für die relative Position, der dem Kontakttyp entspricht und insbesondere dem als LVDT bekannten Typ, mit einem feststehenden Teil, der an dem Sattelkörper angebracht und durch Einschrauben in eine Öffnung 64 eingesetzt ist, die entlang des Zylinders/Kolbens 57a verläuft. Bezugnehmend auch auf die 79 ist ein Gabelelement 65 an dem freien Ende des beweglichen Elements des Messwertaufnehmers 63 montiert. Das Gabelelement 65 greift in die Nut 62 an dem Kühler 60a des Kolbens ein.
  • Während der Benutzung sind die Platten 55 der Beläge 52, 53 konstant in Kontakt mit den Kühlern der Kolben. Vor dem Bremsen werden die Kolben 56a58a und 56b58b hinsichtlich des Sattelkörpers 50 um einen gegebenen Betrag axial ausgefahren. Die Position des Kolbens 57a hinsichtlich des Sattelkörpers 50 wird durch den Messwertaufnehmer 63 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Beim Bremsen wird der Kolben 57a betätigt und bewegt sich in Richtung des in 8 gezeigten Pfeils nach vorne, um zusammen mit den anderen Kolben 56a und 58b den Belag 52 gegen die Oberfläche der Scheibe 51 vorzuspannen; gleichzeitig werden die Kolben 56b58b aktiviert, um den gegenüberliegenden Belag gegen die Scheibe 51 vorzuspannen. Während des Bremsens unterliegen die Verkleidungen der Beläge einer Abnutzung und sie werden dünner. Am Ende des Bremsvorgangs zieht sich der Kolben 57a zusammen mit den Kolben 56a, 58a, 56b58b zurück, doch er kehrt nicht in die Ruheposition vor dem Bremsen zurück, sondern bleibt hinsichtlich der Position vor dem Bremsen um einen der reduzierten Dicke des Bremsbelags entsprechenden Betrag ausgefahren. Die axiale Variation der Position des Kolbens 57a hinsichtlich des Sattelkörpers führt zu einer entsprechenden Variation der Extension des beweglichen Elements des Messwertaufnehmers 63 und daher zu einer Variation des konvertierten elektrischen Signals. Die Verarbeitungseinheit 2 ist dadurch in der Lage, die Variation der relativen Position des Kolbens hinsichtlich des Sattelkörpers vor und nach dem Bremsen und daher den Betrag der Abnutzung des Belags zu bestimmen. Auf diese Weise sorgt der Messwertaufnehmer 63 für eine Echtzeitanzeige des Abnutzungsgrads der Beläge.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass der Abnutzungszustand der Bremsbeläge des Fahrzeugs während der Fahrt kontinuierlich überwacht wird und der Fahrer des Fahrzeugs die diesbezügliche Information in Echtzeit erhält. Dies ist bei speziellen Anwendungen von besonderer Bedeutung, zum Beispiel bei Rennen, bei denen ständig oder fast ständig unter Extrembedingungen gebremst wird, da der Fahrer konstant über den Zustand des Bremssystems informiert wird.
  • Alarm-Meldevorrichtungen, die vorgesehen sind, bieten ein zusätzliches Maß an Sicherheit, da der Fahrer sofort aufmerksam wird, wenn die Abnutzung eines Belags einen vorher festgelegten Maximalwert überschreitet, so dass der Fahrer so bald wie möglich für eine Auswechslung der Beläge sorgen kann. Das Risiko eines Fahrens mit abgenutzten Belägen, das stattdessen bei improvisierten Überprüfungen gegebenen ist, wird dadurch vermieden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Messwertgebern verschiedener Typen verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie ein elektrisches Signal in Echtzeit liefern, das den Zustand der Abnutzung des Belags angibt.
  • Durch die Art und Weise, in welcher der vorstehend beschriebene spezielle Typ des Messwertaufnehmers mit der Bremse verbunden ist, erfasst dieser jedoch die Bewegung des Kolbens, der den Belag während des Bremsens betätigt, und sorgt dadurch für eine im wesentlichen direkte Messung des Abnutzungsgrads des Belags.
  • Deshalb kann dieser Messwertaufnehmer, obwohl er für eine Verwendung bei einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet ist, auch bei unterschiedlichen Typen von Vorrichtungen zum Einsatz kommen, nämlich immer dann, wenn eine im wesentlichen direkte Messung des Abnutzungsgrads des Belags gefordert ist.
  • Wenngleich vorstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf das Beispiel einer Hochleistungsbremse mit drei hydraulischen Zylinder/Kolben-Gruppen für die Betätigung eines jeden der beiden Beläge beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass der Messwertaufnehmer 63 auch bei verschiedenen Scheibenbremsen mit einer Zylinder/Kolben-Gruppe für jeden Belage verwendet werden kann.
  • Die Anzahl der Messkanäle der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder die Anzahl der Messwertaufnehmer können je nach Anwendung variieren. Zum Beispiel sind bei einem Messwertaufnehmer, der einem der Bremsbeläge eines Vorderrads zugeordnet ist, und einem Messwertaufnehmer, der einem der Bremsbeläge des Hinterrads zugeordnet ist, zwei Kanäle möglich. Für eine kompliziertere Messung sind als Alternative vier Kanäle möglich, wobei Messwertaufnehmer einem der Sättel eines jeden Rads zugeordnet sind. Für eine noch kompliziertere Überprüfung des Abnutzungszustands aller Beläge des Bremssystems ist es möglich, für jede Bremse zwei Messwertaufnehmer vorzusehen, die den einander gegenüberliegenden Belägen der Bremse zugeordnet sind.
  • Es ist offensichtlich, dass weitere Variationen und/oder Ergänzungen der oben beschriebenen und dargestellten Ausführung vorgesehen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der in den Ansprüchen angegeben ist.

Claims (16)

  1. Vorrichtung zur Erfassung des Abnutzungsgrads eines Bremsbelags (52, 53) einer Fahrzeug-Scheibenbremse, umfassend einen Messwertaufnehmer (63) für die relative Position, der einen an einem Sattelkörper (50) der Bremse angebrachten feststehenden Körper und ein bewegliches Element aufweist, das durch einen Kolben (57a) für die Betätigung des Bremsbelags während des Bremsens bewegt wird, um die relative Position des Kolbens bezüglich des Sattelkörpers erfassen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element mit Eingriffsmitteln versehen ist, die ein an dem freien Ende des beweglichen Elements des Messwertaufnehmers (63) montiertes Gabelelement (65) aufweisen, wobei das Gabelelement (65) in eine an einem Kühler (60a) des Betätigungskolbens vorgesehene Nut (62) eingreift.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Messwertaufnehmer für die relative Position dem LVDT-Typ entspricht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Messwertaufnehmer in einem Sitz untergebracht ist, der in dem Sattelkörper längsseits des Kolbens gebildet ist.
  4. On-Board-Vorrichtung zur Überwachung des Abnutzungsgrads von Bremsbelägen (52, 53) von Fahrzeug-Scheibenbremsen, umfassend: – eine Vorrichtung zur Erfassung des Abnutzungsgrads eines Bremsbelags einer Fahrzeug-Scheibenbremse wie in Anspruch 1 definiert und mit – einem Messwertaufnehmermittel (63), das ausgelegt ist für die Echtzeit-Erfassung des aktuellen Abnutzungsgrads von zumindest einem Bremsbelag (52) und für die Erzeugung eines jeweiligen elektrischen Signals abhängig von dem aktuellen Abnutzungsgrad; – elektronische On-Board-Verarbeitungsmittel (1), die ausgelegt sind für den Empfang des elektrischen Signals und für seine Verarbeitung, um eine Messung des aktuellen Abnutzungsgrads zu erhalten; – On-Board-Anzeigemittel (10), die durch die Verarbeitungsmittel gesteuert werden und die ausgelegt sind. dem Fahrer des Fahrzeugs die Messung des aktuellen Abnutzungsgrads in Echtzeit zu liefern.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsmittel eine programmierbare Verarbeitungseinheit umfassen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Anzeigemittel eine durch die programmierbare Verarbeitungseinheit gesteuerte alphanumerische Anzeigevorrichtung umfassen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, umfassend zumindest eine On-Board-Alarmmeldevorrichtung, wobei die elektronischen Verarbeitungsmittel einen Vergleich zwischen der Messung des aktuellen Abnutzungsgrads und einem voreingestellten Sicherheitswert durchführen und die Alarmmeldevorrichtung im Falle des Überschreitens des Sicherheitswerts aktivieren.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, wobei die programmierbare Verarbeitungseinheit einen Eingabeanschluss für die Verbindung mit einer Fernprogrammierungsvorrichtung umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, wobei die Messwertaufnehmermittel Messwertaufnehmermittel für die relative Position sind, die empfindlich sind für die relative Bewegung des Bremsbelags bezüglich des Sattelkörpers während des Bremsens.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Messwertaufnehmermittel dem Kontakttyp entsprechen und insbesondere einen LVDT-Messwertaufnehmer umfassen, der an einem Sattelkörper der Bremse angebracht ist, mit einem beweglichen Element, das durch einen Kolben für die Betätigung des Bremsbelags bewegt wird, um die relative Position des Kolbens bezüglich des Sattelkörpers zu erfassen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das bewegliche Element des Messwertaufnehmers mit einem Eingriffselement versehen ist, das in einen jeweiligen Sitz in einem Kühler des Betätigungskolbens eingreift.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Eingriffselement ein Gabelelement ist, das im wesentlichen an einem freien Ende des beweglichen Teils befestigt ist, und wobei der Sitz eine Nut in dem Kühler ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, umfassend eine Schaltungseinrichtung für die Konditionierung des von dem Messwertaufnehmer erzeugten Signals.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 13, umfassend eine Mehrzahl von Kanälen für eine betreffende Mehrzahl von Messwertaufnehmermitteln, deren jedes einem betreffenden Bremsbelag einer oder mehrerer Bremsen des Fahrzeugbremssystems zugeordnet ist.
  15. Verfahren zur Überwachung des Abnutzungsgrads von Belägen von Fahrzeugbremsen im allgemeinen, umfassend die Erzeugung eines elektrischen Signals abhängig von dem aktuellen Abnutzungsgrad eines durch einen Kolben betätigten betreffenden Bremsbelags, die Verarbeitung des elektrischen Signals, um eine Messung des aktuellen Abnutzungsgrads zu erhalten, und die Echtzeit-Anzeige der Messung des aktuellen Abnutzungsgrads für den Fahrer an Bord des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal erzeugt wird, indem die Kolbenbewegung durch Eingriffsmittel gemessen wird, die ein an dem freien Ende des beweglichen Elements des Messwertaufnehmers (63) montiertes Gabelelement (65) aufweisen, welches in eine Nut (62) eingreift, die an einem Kühler (60a) des Betätigungskolbens vorgesehen ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem auch ein Vergleich der Messung mit einem voreingestellten Sicherheitswert und die Meldung eines Alarms an den Fahrer im Falle des Überschreitens des Sicherheitswerts vorstellbar sind.
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