Fur die ununterbrochene Feststellung des Zustandes der Reibungsegmente, gewohnlich des Bremsbelages sind bis jetzt einmalige Sensoren verwendet worden, die einen Einwiderstadsresistor beinhalten, dessen Wert gewöhnlich bedeutend nichtlinear durch die Abreibung, mit der wachsenden Abkurzung, die gleich ist, wie der Ruckgang des gleichzeitig abgereibten Belages wachst.

Die bekannten einmaligen Sensoren weisen eine Reihe der Nachteile auf, zu welchen besonders gehören: -bedeutsame Nichtlinearitat des Widerstandswertes an der gesamten Abkurzung -hohe Ungenauigkeit der Auswertung der Segmentenverschleißes -notwendige und technisch schwierig realisierbare Eichung des Widerstandssensors -schwierige Reproduzierbarkeit und praktische Unmöglichkeit der Beglaubigung der -Ausgangskennlinie vor der eigenen Verwendung -Notwendigkeit der Kalibrierung der Auswertungseinheit oder der darstellenden Einheit in der Zusammenstellung mit dem Einzelsensor -bedeutende technalogische Nichtreproduzierbarkeit der Produktion -sehr schwierige gegenseitige Auswechselbarkeit der Sensoren -bedeutende Temperaturabhangigkeit des Ausgangssignals -Unmöglichkeit der Abnahme mehrerer verschiedenen Signale aus einem Sensor.

Das Wesen der angemeldeten Erfindung bemuht sich einen vervolikommenen einmaligen, integrierenden Verhaltnisresistor anzubieten, der die Nachteile der bisherigen Technik uberwinden wird.

Ihr Wesen besteht darin, daß sie aus einem leitenden Kontaktsystem besteht, das zwei Aussenkontakte und mindesten einen inneren Signalkontakt beinhaltet, die an der Oberfläche eines gegen Temperatur widerstandsfahigen Elektroisoliermaterials eingelagert werden. Die Aussenkontakte und der innere Signalkontakt werden mit einem Segment, der aus einer durchgehender flachen Widerstandsschicht gebildet wird, uberdeckt. Die Kontakte sind gemäß der Achse senkrecht zu der Ebene des Anfanges des Verschleißes des VerschleiRteiles so angeordnet, dafl die Zuwachse des Paares der Entfernungen des inneren Signalkontakts von den Aussenkontakten verschieden sind, und zwar mindestens in zwei Ebenen aus der Menge der"k"Ebenen, die parallel sind und zugleich zwischen der Ebene des Anfanges des Verschleißes und der tragenden Ebene des VerschleiRteiles liegen, durch welche die Dicke des Verschleißteiles definiert wird.

Durch die beschriebene Disposition der Kontakte und durch ihre Uberdeckung mit einer flachen Widertandsschicht wird ein zugeordneter Abtastresistor mit zwei Aussenkontakten gebildet, der mindesten durch einen inneren Abtastkontakt in zwei abhängige, veranderliche Resistore geteilt wird.

In der Ubereinstimmung mit der Vorzugsdurchfuhrung dieser Erfindung sind die Aussenkontakte zusammen mit dem inneren Signalkontakt mit einer flachen Wideerstandsschicht uberdeckt die in mindestens zwei und/oder mehrere Segmente durch quer geteilt wird.

Die gesamte Leitfahigkeit des nichtabgereibten Rests jedes veränderlichen Resistors ist durch die integrale Summe der Zuwachse der Sensore, die parallel langst der Sensorenachse, mit der Verschleißebene beginnend, bis zu dem Ende des Segmentes der Widerstandsschicht, der am meisten entfernt ist, gereiht werden. Dieses ist gewöhnlicherweise mit der Ebene zwischen dem Halter des VerschleiRteiles und diesem Teil oder einer entfernter Ebene identisch. Sollte durch die Geometrie der physischen Anordnung jeder der inneren Kontakte die Bedingung der Verschiedenheit der Abnahme an der Leitfahigkeit zwischen dem erwagten inneren und einzeln zwischen jedem der beiden Aussenkontakten, und zwar mindestens in einem Abschnitt langst der Achse des Sensors innerhalb der Ebenen, die die Dicke des Verschleißteiles begrenzen gewährleistet werden, ist es offensichtlich, daß die integralen Summen der Leitfahigkeiten der einzelnen nicht abgereibten Uberreste des Widerstande zwischen diesem inneren und jedem der Aussenkontakte ungleich sein werden und zugleich iangst der Achse auch ungleich veränderlich sein werden.

Dabei ist der gemeinsame, etwaig der relative Verhaltnis der beiden Widerstände von den grundliegenden elektrischen Eigenschaften der Funktionswiderstandsschicht unabhängig, und ist zugleich von der gegenseitigen geometrischen Anordnung des inneren Kontakts und der Aussenkontakte iangst der Achse die zu der Ebene der Abreibung senkrecht sind, ausschließlich abhangig veranderlich. Nach dem Anschluf3 eines gewöhnlicherweise, konstanten Anschlußspannung zwischen die Aussenkontakte des Sensors, entnehmen wir dann aus einem beliebigen, Signalabtastkontakt ein Ausgangssignal, das durch das Produkt dieser Spannung und des relativen Verhältnises beider, ihm gehörenden Widerstände, gegeben wird. Dabei ist es möglich mit Hilfe einer passenden geometrischen Anordnung des inneren Kontakts, gemäß der Dicke des Verschleißteiles, für die einzelnen Abschnitte dieser Dicke verschiedene Empfindlichkeiten des Sensor einzustellen, und zwar an den momentanen Wert deren Abnahme, wobei aber der momentane Wert des Verhaltnises der Widerstande zwischen dem inneren Kontakt und den Aussenkontakten, und so auch des elektrischen Ausgangssignals immer die im Voraus definierte, ab dem Anfang der Abreibung erzielte Abnahme oder Rest der Teilesdicke charakterrisiert. Das gilt fur jeden der etwaig mehrere Kontakte selbstandig, wobei aber die Ausgangskennlinien, d. h. die Abhangigkeit de Ausgangssignals an der momentane Dicke des abgereibten Verschleißteiles fur jeden der inneren Kontakte verschieden sind, und ihre eigene Geometrie selbständig und unabhangig definierbar sind.

Die wichtigsten Vorteile des einmaligen integrierenden Verhältnissensors gemäß der Erfindung, konnen in die folgenden Punkte zusammengefaßt werden: -das Ausgangssignal, das durch das gemeinsame Verhaltnis der beiden, gemeinsam abgereibten Widerstände zwischen dem gegebenen inneren Kontakt und den Aussenkontakten, etwaig durch das Verhaitnis eines von diesen zu dem gesamten Widerstand der beiden gegeben wird, ist immer von den grundlegenden elektrischen Eigenschaften des Materials der Funktionsteile des Resistors -das Ausgangssignal ist nur von der Geometrie der Anordnung der Funktionsteile der Resistoren des Sensors tangst der Achse, die zu der Ebene der Abreibung senkrecht ist, abhangig, also von der Geometrie des inneren Kontakts gegenüber den Aussenkontakten-weiter nur Geometrie.

-das Ausgangssignal ist, unter der Voraussetzung der gleichen Temperatur langst des Sensors, von der Temperatur unabhängig, auch in dem Fall, wann der Flächenwiderstand der Funktionswiderstandsschicht, welche die Kontakte uberdeckt, eine Temperaturunabhangigkeit nicht aufweist.

-die Form der Ausgangskennlinie kann durch die bloße Änderung der Geometrie des entsprechenden inneren Kontakts des Sensors geändert werden, und zwar fur jeden der etwaigen inneren Kontakte eines und desselben Sensors selbständig und unabhängig.

-die hohe, erreichbare Genauigkeit, die nur durch die erreichbare Genauigkeit der Geometrie des Sensors beeinflußbar ist.

-besonders niedrige und reaL definierbare Nichtlinearität.

-sehr gute Reproduzierbarkeit der Produktion, also hohe Produktionsausbeute.

-sehr gute gegenseitige Austauschbarkeit der Führer. die Eichung der Auswertungs-und der Abbildungseinheit ist nicht notwendig.

-Fahigkeit fur das Erreichen eines Signals von hohem Pegel und dadurch auch fur eine sehr gute Festigkeit gegen die Störungen.

-einfache Sicherstellung der EMC Kompatibilität.

-Verwendbarkeit fur Widerstand, Spannung und auch Strom messende Verhaltnissysteme.

Möglichkeit der Einstellung der variablen Empfindlichkeit angst der Achse, die senkrecht zu der Achse des VerschleiRes steht, d. h. die Realisation der Führer mit unterdruckten oder verstärkten Empfindlichkeit eines gewissen Teiles der Kennlinie, also am Anfang, in dem mittleren Teil oder am Ende der Kennlinie usw.

-Moglichkeit der Realisation eines Sensors mit mehrfachem, innerem Kontakt, also mit mehrfachem Ausgangssignal mit ungleichem Verlauf der Ausgangskennlinie.

-fur genaue Messungen eine einfache Möglichkeit der Feststellung einer exakten mathematischen Beziehung fur die Ausgangskennlinie aus dem mathematischen Ausdruck: -Y (z) = OoutUin = Rl2Rl2 + R23) = 1/ (1+R23/R12) und nach der Umformung: wo: Y (z) = das genormte Signal des Führers z = die eigene momentane Langeabreibung (Verkurzung) des Führers L'= maximale Lange des Funktionsteiles des Sensors (gewohnlicherweise langer oder identisch mit der Anfangsdicke des abgeriebenen Verschleißteiles.

L = Anfangsdicke des abgeriebenen Verschleißteiles. f (x) = monotone Funktion, die die Form des mittleren Kontakts im Intervall 0 < = x < = L, d. h. die aktive Entfernung von dem ausgewahlten Randkontakt beschreibt. w = aktive Breite der Funktionsresistore, die durch die gegenseitige Entfernung der parallelen Randkontakte a + b gegeben wird, wird um die Breite des inneren Signalkontakts w2, im Falle eines mehrfachen inneren Kontakts oder mehreren Signalsensoren um die Gesamtsumme der Breiten aller inneren Signalkontakte reduziert.

Die vorgelegte Erfindung wird naher erläutert werden, und zwar aufgrund der fctgenden technischen Beschreibung, die in Zusammenhang mit den beigelegten Zeichnungen ausgearbeitet wurde, an welchen: Bild 1 stellt einen einmaligen Einsignalsensor des Verschleifles mit genormten Kennlinie dar, die ausschließlich durch die geometrische Anordnung der drei Kontakte, die mit einer flachen Widerstandsschicht bedeckt werden, definiert wird.

Bild 2 stellt den einmaligen Sensor gemäß des Bildes 1 dar, der in dem VerschleiRteil eingeraumt wird.

Bild 3 stellt die genormte Ausgangskennlinie des Verschleißes des einmaligen Sensors gemmas des Bildes 1 fur das Verhaltnis a/b < = 1 dar.

Bild 3.1 stellt die genormte Ausgangskennlinie des Verschleißes des einmaligen Sensors gemäß des Bildes 1 fur das Verhaltnis a/b > = 1 dar.

Bild 4 stellt den einmaligen Einsignalsensor des Verschleißes mit der genormten Kennlinie dar, wobei die Kennlinie ausschlief3lich durch die geometrische Anordnung der drei Kontakte, die mit zwei Segmenten der flachen Widerstandsschicht bedeckt werden, definiert wird.

Bild 5 stellt den einmaligen Sensor gemäß des Bildes 4 dar, der in dem Verschleiateil eingeräumt wird.

Bild 6 stellt die genormte Ausgangskennlinie des Verschleißes des einmaligen Sensors gemäß des Bildes 4.

Bild 7 stellt den einmaligen Einsignalsensor des Verschleißes mit der genormten Kennlinie dar, wobei die Kennlinie ausschließlich durch die geometrische Anordnung der drei Kontakte, die mit drei Segmenten der flachen Widerstandsschicht bedeckt werden, definiert wird.

Bild 8 stellt den einmaligen Zweisignalsensor des VerschleiRes mit zwei inneren Signalkontakten dar.

Bild 9 stellt die genormte Ausgangskennlinie des VerschleiRes des Zweisignalsensors gemäß des Bildes 8.

Der einmalige Sensor 1, gemaR des Bildes 1 wird so gebildet, daß ein leitendes Kontaktsystem 3 mit drei Kontakten, die als der erste Aussenkontakt 3. 1, der innere Abtastkontakt 3.2, und der zweite Aussenkontakt 3. 3 definiert werden, an einem flachen gegen Temperatur widerstandsfähigen Elektroisolationssubtrat 2 mit der Technologie z. B. einer dicken Schicht, gebildet wird. Die Kontakte und 3. 3 sind flächenhaft mit einer Widerstandsschicht, die den Segment 4 bildet, uberdeckt, und sind iangst der Längsachse 5, die senkrecht an die Ebene 6, des Verschleißanfanges steht, so angeordnet, daR der innere signalabtastende Kontakt 3. 2 sich vom Anfang der Verschleißebene 6 von dem ersten Aussenkontakt 3.1 monoton entfernt und gleichzeitig sich zu dem zweiten Aussenkontakt 3. 3 monoton nähert, wobei zwischen den Aussenkontakten 3.1 und 3. 3 an der Flache der Uberdeckung durch die Widerstandsschicht, die von dem Segment 4 gebildet wird, ein Resistor gebildet wird, der durch den inneren Signalkontakt 3.2 an zwei abhangig konjugierten Resistore R12 und3 mit veranderlichem Verhaltnis der Widerstande iangst der Achse 5 des Elektroisolationssubstrats 2 geteilt wird.

Bild 2 stellt den einmaligen Sensor 1, gemäß des Bildes 1, eingebaut in dem VerschleiRteil 10. Der Körper des einmaligen Sensors 1, versehen mit Kabel mit Schaltleitern 7, die mit z. B. Hochtemperaturlötmetal an die Lötflächen der Kontakte 3. 1 bis 3. 3 angelötet werden, wird in ein Messinggehause 8 eingelegt, und wird dort mit einer passenden Elektroisolationsfullmasse mit passenden Versch lei Reigenschaften fixiert.

Das Messinggehause wird in den Halter 11 des Verschleißteiles 10 so eingestellt, damit die Ausgangspunkte und die Endpunkte des Funktionsteiles des Sensors 1 mit den, die Breite des Verschleißteiles bestimmenden Ebenen abgestimmt werden. abgestimmt werden, d. h. mit der Ebene 6 des VerschleiRanfanges und mit der tragenden Ebene 9 der Berührung des VerschleiRteiles 10 mit seinem Halter 11, an den er mit z. B. Gewinde fixiert wird.

Die genormte Ausgangskennlinie des einmaligen Sensors 1, gemäß des Bildes 1 fur das Verhältnis a/b < = 1 ist am Bild 3 dargestellt. Die Kennlinie stellt die Abhangigkeit des Verhältnises Y (z) des Ausgangsspannung Uout zu der AnschluRspannung Uin und auch des relativen Verhaltnises der Resistoren R12 und R23 an der relativen Verkurzung des einmaligen Sensors 1 und des Abgereibten Teiles 10.

Die genormte Ausgangskennlinie des Verschleif3es des einmaligen Sensors 1, gemäß des Bildes 1, fur das Verhältnis a/b > = 1 ist am Bild 3.1 dargestellt, was praktisch das gleiche bedeutet, wie die Polumschaltung der Anschlußspannung. Die Kennlinie stellt, wie in dem vorgehendem Fall, die Abhangigkeit des Verhaltnises Y (z) des Ausgangsspannung Uout zu der Anschlußspannung Ujn und auch des relativen Verhältnises der Resistoren R12 und R23 an der relativen Verkurzung des einmaligen Sensors 1 und des Abgereibten Teiles 10 bei der umgekehrten Polaritat der Anschlußspannung dar.

Am Bild 4 ist eine der gunstigen Ausführungen der Erfindung dargestellt, bei der es vorausgesetzt wird, daß die Kontakte und 3. 3, die gemeinsam mit einer in zwei Segmente 4.1, und 4.2 geteilten flachen Widerstandsschicht uberdeckt werden, wobei das Segment 4.2 ausserhalb des abgereibten Teiles des Sensors 1 liegt. Die Anordnung des Sensors 1 dieser Ausführung im Körper des Verschleißteiles 10 ist am Bild 5 dargestellt.

Die genormte Ausgangskennlinie des Verschleißes des einmaligen Sensors 1 gemäß des Bildes 4 fur alle Verhaltnisse a/b ist am Bild 6 dargestellt. Die Kennlinie stellt gerade so wie in den vorgehenden Fällen die Abhangigkeit der Ausgangsspannung Uout zu der Anschlußspannung Uin an dem Verschleiß des Verschleißteiles 10 dar. Die Beifugung des Segments 4. 2, das die Kontakte 3. 1, 3. 2, und 3. 3ausserhalb des abgereibten Teiles des einmaligen Sensors 1 uberdeckt, ruft eine Sprungänderung des Ausgangssignals in der Nahe des Verschleißendes hervor, was mit Vorteil zu der eindeutigen Signalisation des kritischen Restes des Verschleißteiles 10 verwendet werden kann.

Am Bild 7 ist eine weitere der möglichen Ausführungen der Erfindung dargestellt, bei der es vorausgesetzt wird, daß die Kontakte Kontakte 3.1,3. 2, und 3. 3, die gemeinsam mit einer in drei Segmente 2.1, und 4.2.2 geteilten flachen Widerstandsschicht uberdeckt werden, wobei die Segmente 4.2.1 und 4.2.2 ausserhalb des abgereibten Teiles des Sensors 1 liegen. Die Ausgangskennlinie des einmaligen Sensors 1 des Verschleißes wird analog der Kennlinie, die im Bild 6 dargestellt wird, sein, damit, daß die Konstantebene des Ausgangssignals in dem Endband der Kennlinie ausschließlich durch die geometrische Anordnung der Segmente 4.2.1 und 4.2.2 gegeben wird.

Am Bild 8 ist eine der günstigen Ausfuhrungen der Erfindung dargestellt, bei der eine Teilung des Resistors durch zwei innere Kontakte 3.2.1 und gemeinsam drei abhangig geeinigten Resistore R121, R2122, und R223 vorausgesetzt wird. In diesem Falle wird das relative Teilungsausgangsverhaltnis fur den Kontakt 3.2.1 wie R213 (R121 + R213) gegeben, wo R213 = R2122 + R223 und analogisch fur den Kontakt 3.2.2 wie R213/(R121 + R213), wo R122 = R121 + R21122.

Die Ausgangskennlinien der Gestaltung des einmaligen Sensors 1 werden dann die Form, die am Bild 9 dargestellt wird, haben. Es ist offensichtlich, daR man an jedem der beiden inneren Kontakte einen völlig anderen Verlauf der Ausgangskennlinie erwartet, aber jeder von den beiden kann den uberwachten Rest der Dicke des VerschleiRteiles eindeutig bestimmen.

Der einmalige integrierende Verhältnissensor gemäß der Erfindung kann uberall dort verwendet werden, wo es geeignet ist, den Zustand der abgereibten Komponenten eines Getriebes kontinuierlich binnen seines ganzen technischen Lebensdauer zu verfolgen, besonders dort, wo es notwendig ist, aufgrund des, durch die Messung erfassten, wirklichen des Verschleißzustandes den Rest des Lebensdauers vorauszusehen, etwaig eine Signalisation des kritischen Uberrestes sicherzustellen oder eine gewisse Regulationsmaßnahme hervorzurufen.

In der Autoindustrie bietet sich die Ausnutzung zu einer kontinuierlichen Betriebskontrolle des Zustandes der Bremsbacken, und anderen Belge an.

In der Industrie dann, uberall dort, wo analogische Reibungsmechanismen zur Ubertragung des Drehungsmoments von den treibenden an die angetriebenen Aggregate verwendet werden.

Die Auswertung bietet sich auch in Materialprufstellen an, wo die Notwendigkeit der Unterbrechung der Verschleißprüfungen, die fur Feststellung der wirklichen Dicke des abgereibten Materials durch physische Messungen wegfallt, und was noch dazu, es wird direkt eine kontinuierliche Abhangigkeit gewonnen werden, ohne die Notwendigkeit einer Aproximation der ursprünglich diskreten Messungsresultate.