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Title:
SIGNAL TRANSMITTER FOR MONITORING BRAKE LININGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/005662
Kind Code:
A1
Abstract:
The signal transmitter (1) possesses a housing (10) which in the mounting position is located facing part of the brake (8, 9, 44) , at a distance which decreases as the brake lining wears (6). The housing (10) contains electric contacts (31, 35, 37, 38, 28, 38) and wires (41, 43, 45, 30, 32) the switching statuses of which can be varied for a specific wear or heating of the brake lining (6). In the housing (10) is fitted a plug (51, 20), movable from a rest position parallel to the direction of the brake lining wear (6). In the event of advanced wear of the the brake lining (6), the part of the brake (8, 9, 44) continues to push the plug (51, 20) further into the housing (10). In the end position of the plug (51, 20) at least one of the contacts (37, 39, 28, 38) is held in a different switching position from that of the rest position, which leads to the emission of a warning signal.

Inventors:
RATH HEINRICH BERNHARD (DE)
SCHEMMEL WINFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP1985/000253
Publication Date:
December 19, 1985
Filing Date:
May 24, 1985
Export Citation:
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Assignee:
LUCAS IND PLC (GB)
International Classes:
F16D66/02; F16D66/00; (IPC1-7): F16D66/02
Foreign References:
DE2010817A11971-09-30
US3716113A1973-02-13
GB1276193A1972-06-01
US3713091A1973-01-23
DE3319988A11984-08-16
Other References:
See also references of EP 0185064A1
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Claims:
loP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Signalgeber zur Überwachung eines Bremsbelags, ins¬ besondere in einer Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (10) , das in Einbaulage einem Bremsenteil (8;9;44) in einem bei fortschreitender Abnutzung des Bremsbelags (6) abnehmenden Abstand gegenüberliegt und elektrische Kontakte (31,35,37,39;28,38) und Leitungen (41,43,45;30,32) enthält, deren Schaltzustände bei be¬ stimmter Abnutzung und/oder Erhitzung des Bremsbelags (6) veränderbar sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Stopfen (51;20) in dem Gehäuse (10) aus einer Ruhestellung paral¬ lel zur Richtung der Abnutzung des Bremsbelags (6) ver¬ schiebbar geführt, durch das genannte Bremsenteil (8;9; 44) weiter in das Gehäuse (10) eindrückbar ist und in einer Endstellung mindestens einen der Kontakte (37;28) in einer von seiner Ruhestellung abweichenden Schalt¬ stellung hält.
2. Signalgeber nach Anspruch 1 mit einem wärmeempfindli chen Schalter, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der wärmeemp¬ findliche Schalter (31,35;28,38) in einem vorderen, der Bremsscheibe (9) zugewandten Bereich des Signalgebers an¬ geordnet ist.
3. Signalgeber nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Stirnseite (11) seines Gehäuses (10) einem rotierenden Bremskörper (9) gegenüberliegt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (10) an einem ortsfesten Bremsträger (2) befestigt ist, mit seiner entgegengesetzten Stirnseite (13) einem Fort¬ satz (8) einer Belagträgerplatte (7) gegenüberliegt und der Stopfen (51) von diesem Fortsatz (8) in das Gehäuse (10) eindrückbar ist.
4. Signalgeber nach Anspruch 1 oder 2, dessen Gehäuse (10) an einer den Bremsbelag (6) tragenden Rückenplatte (7) befestigt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Stopfen (20) ein ortsfester Anschlag (44) zugeordnet ist, vo dem er in das Gehäuse (10) eindrückbar ist.
5. Signalgeber nach Anspruch 1 oder 2, dessen Gehäuse (10) an einer den Bremsbelag (6) tragenden Rückenplatte (7) befestigt ist und eine Stirnseite (11) hat, die einem rotierenden Bremskörper (9) gegenüberliegt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stopfen (20) durch unmittelbare Einwirkung des Bremskörpers (9) in das Gehäuse (10) eindrückbar ist.
6. Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sämtliche an Leitungen (41,43,45) angeschlossenen Kontakte (31,35, 37, 39) an einem gemeinsamen Kontaktträger (25) abgestützt und mit diesem gemeinsam in das Gehäuse (10) eingesetzt sind.
7. Signalgeber nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (10) zwei gleichachsige Aussparungen (19,21) aufweist, in die der Kontaktträger (25) und der Stopfen (51) von ent¬ gegengesetzten Stirnseiten (11,13) her eingesetzt sind. /i .
8. Signalgeber nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Aussparungen (19,21) durch eine Zwischenwand (23) vonein¬ ander getrennt sind, an der sich eine Rückstellfeder (57) für den Stopfen (51) abstützt, und durch die sich ein am Stopfen (51) ausgebildeter Stößel (53) hindurcherstreckt.
Description:
Signalgeber zur Überwachung eines Bremsbelags

Die Erfindung betrifft einen Signalgeber zur Überwachung eines Bremsbelags, insbesondere in einer Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das in Einbaulage einem Bremsenteil in einem bei fortschreitender Abnutzung des Bremsbelags abnehmenden Abstand gegenüberliegt und elektrische Kontakte und Leitungen enthält, deren Schalt¬ zustände bei bestimmter Abnutzung und/oder Erhitzung des Bremsbelags veränderbar sind.

Bei einem bekannten Signalgeber dieser Gattung (DE-OS

2 144 466) ist der Signalgeber in einen Bremsschuh einge¬ baut, der zu diesem Zweck in einem Bremsbelag eine zur zugehörigen Bremsscheibe hin offene Aussparung größeren Durchmessers und eine sich daran gleichachsig anschlie- ßende Aussparung kleineren Durchmessers aufweist; die Aussparung kleineren Durchmessers erstreckt sich auch durch eine Belagträgerplatte hindurch. Das Gehäuse des Signalgebers ist im wesentlichen zylindrisch, erstreckt sich durch die beiden Aussparungen hindurch und hat einen der Bremsscheibe zugewandten Flansch, der in der Ausspa¬ rung größeren Durchmessers liegt. Die beiden Enden des Gehäuses weisen je einen Verschluß aus keramischer Iso¬ liermasse auf. In den vorderen, der Bremsscheibe zuge¬ wandten Verschluß ist eine Drahtschleife eingebettet.

die ungefähr in der Ebene des Flansches liegt und von der ein Paar Drähte ausgehen, die durch den hinteren Ver¬ schluß nach außen geführt sind und dort Kontakte für Steckverbindungen bilden. An der Innenwand des Gehäuses ist innerhalb des vorderen Verschlusses eine Bimetall¬ feder befestigt, die im Zwischenraum zwischen den beiden Verschlüssen ein freies Ende mit einem Kontakt aufweist. Diesem Kontakt ist ein Kontakt an einem der beiden Drähte derart zugeordnet, daß die Kontakte sich bei normaler Temperatur in einem Abstand gegenüberstehe . Bei zuneh¬ mender Temperatur verbiegt sich die Bimetallfeder, bis die Kontakte einander schließlich berühren und einen- Stromkreis schließen, wodurch eine überhitzung des Brems¬ belags angezeigt wird. Wenn der Bremsbelag zu einem er- heblichen Teil, jedoch noch nicht vollständig abgenutzt ist, trägt die Bremsscheibe allmählich eine vordere Schicht des vorderen Verschlusses ab, bis sie die Draht¬ schleife erreicht, so daß über die Bremsscheibe ein Stromkreis geschlossen und dadurch ein während des Brem- sens auftretendes Signal für forgeschrittenen Belagver¬ schleiß abgegeben wird. Wenn bei weiter fortgeschrittenem Belagverschleiß die Bremsscheibe die Drahtschleife voll¬ ständig zerstört hat, wird ein Ruhestromkreis unterbro¬ chen, was zur Abgabe eines DauerSignals genutzt werden kann.

Dieser bekannte Signalgeber ist verhältnismäßig kostspie¬ lig und dennoch für eine Wiederverwendung nach dem Aus¬ wechseln des Bremsbelags in der Regel nicht geeignet, da der Signalgeber im Laufe einer normalen Abnutzung des Bremsbelags weitgehend zerstört wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Signalgeber der " eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß er mit geringen Kosten herstellbar und wiederverwendbar ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Stopfen in dem Gehäuse aus einer Ruhestellung parallel zur Richtung der Abnutzung des Bremsbelags verschiebbar geführt, durch das genannte Bremsenteil weiter in das Gehäuse eindrückbar ist und in einer Endstellung mindes¬ tens einen der Kontakte in einer von seiner Ruhestellung abweichenden Schaltstellung hält.

Wenn der erfindungsgemäße Signalgeber überhaupt einem Verschleiß ausgesetzt ist, dann findet dieser am Stopfen statt, der als solcher auswechselbar ist, so daß der- Sig nalgeber im übrigen nach dem Auswechseln des zugehörigen Bremsbelags weiterverwendet werden kann.

Wenn der erfindungsgemäße Signalgeber wie der eingangs beschriebene bekannte Signalgeber mit einem wärmeempfind- liσhen Schalter, beispielsweise Bimetallschalter, ausge¬ stattet ist, dann ist es zweckmäßig, daß der wärmeemp¬ findliche Schalter in einem vorderen, der BremsScheibe zugewandten Bereich des Signalgebers angeordnet ist.

Bei einer ersten Ausfuhrungsform wird der erfindungsge¬ mäße Signalgeber, ebenso wie der beschriebene bekannte Signalgeber, derart angeordnet, daß eine Stirnseite seines Gehäuses einem rotierenden Bremskörper, insbes. einer Bremsscheibe, gegenüberliegt. In diesem Fall ist die Erfindung vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß das Gehäuse an einem ortsfesten Bremsträger befestigt ist, mit seiner entgegengesetzten Stirnseite einem Fortsatz einer Belagträgerplatte gegenüberliegt und der Stopfen von diesem Fortsatz in das Gehäuse eindrückbar ist. Bei dieser Anordnung wird auch der Stopfen von jeglichem nennenswerten Verschleiß verschont.

Bei einer zweiten Ausfuhrungsform ist das Gehäuse des er¬ findungsgemäßen Signalgebers, ebenso wie bei dem eingangs

beschriebenen bekannten Signalgeber, an einer den Brems¬ belag tragenden Rückenplatte befestigt. In diesem Fall ist dem Stopfen vorzugsweise ein ortsfester Anschlag zu¬ geordnet, von dem er in das Gehäuse eindrückbar ist. Eine Alternative dazu besteht darin, daJ_ der Stopfen durch un¬ mittelbare Einwirkung des Bremskörpers in das Gehäuse eindrückbar ist.

Es ist zweckmäßig, daß sämtliche an Leitungen angeschlos- senen Kontakte an einem gemeinsamen Kontaktträger abge¬ stützt und mit diesem gemeinsam in das Gehäuse eingesetzt sind. Dies hat den Vorteil, daß am Stopfen weder eine Leitung angeordnet ist, noch ein Kontakt, von dem eine Leitung ausgeht; der Stopfen läßt sich somit besonders billig herstellen und einfach montieren sowie nötigen¬ falls auswechseln.

Die zuletzt beschriebene Ausfuhrungsform ermöglicht eine Weiterbildung der Erfindung, gemäß der das Gehäuse zwei gleichachsige Aussparungen aufweist, in die der Stopfen und der Kontaktträger von entgegengesetzten * Stirnseiten her eingesetzt sind.

Dabei ist es ferner zweckmäßig, daß die beiden Aus- sparungen durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind, an der sich eine Rückstellfeder für den Stopfen abstützt, und durch die sich ein am Stopfen ausgebildeter Stößel hindurcherstreckt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzel¬ heiten beschrieben. Fig. 1 und 2 zeigen je einen erfin¬ dungsgemäßen Signalgeber und die ihn umgebenden Teile je einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse in einem Axialschnitt.

Gemäß Fig. 1 ist ein Signalgeber 1 an einem ortsfesten Bremsträger 2 befestigt, der eine den Signalgeber aufneh¬ mende, kreisförmige Aussparung 3 mit einer ringförmigen Rippe 4 aufweist. Der Signalgeber 1 ist nahe dem Rand einer Bremsbacke 5 angeordnet, der. wie üblich einen Bremsbelag 6 und eine Rückenplatte 7 aufweist. An der Rückenplatte 7 ist ein gekröpfter Fortsatz 8 ausgebildet, dessen Stellung in bezug auf eine Bremsscheibe 9 vom Signalgeber 1 überwacht wird, wodurch Rückschlüsse auf den Abnutzungszustand des Bremsbelags 6 ermöglicht werden.

Der Signalgeber 1 hat gemäß Fig. 1 ein im wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse 10 aus elastischem, jedoch hitzebeständigem Kunststoff mit einer vorderen Stirnflä¬ che 11, die der Bremsscheibe 9 in geringem, unveränderli¬ chem Abstand gegenüberliegt, und eine rückwärtige Stirn¬ fläche 13, die dem Fortsatz 8 in einem bei zunehmendem Verschleiß des Bremsbelags 6 abnehmenden Abstand gegen- überliegt.

Das Gehäuse 10 ist von hinten her, in Fig. 1 also von rechts nach links, in die Aussparung 3 eingepreßt worden; dabei ist ein an der Außenseite des Gehäuses 10 nahe dessen vorderer Stirnfläche 11 ausgebildeter Ringab¬ schnitt 15 von hakenförmigem Profil hinter der ringför¬ migen Rippe 4 des Bremsträgers 2 eingerastet. Nahe der rückwärtigen Stirnfläche 13 des Gehäuses 10 ist ein Flansch 17 ausgebildet, der an der Rückseite der Rippe 4 anliegt.

Im Gehäuse 10 ist von vorne her eine im wesentlichen zy¬ lindrische Aussparung 19 großen Durchmessers und gleich- achsig von hinten her eine zylindrische Aussparung 21 kleineren Durchmessers ausgebildet; zwischen diesen bei¬ den Aussparungen läßt eine Zwischenwand 23 nur eine enge mittlere Verbindung frei.

In die vordere Aussparung 19 ist ein topfförmiger Kon¬ taktträger 25 aus Isolierstoff eingepreßt, der von einem ebenfalls elektrisch isolierenden Deckel 27 nach vorne hin abgeschlossen ist. Innerhalb des Kontaktträgers 25 ist eine membranartige Bimetallplatte 29 angeordnet, die mittig einen bistabilen Kontakt 31 trägt. Hinter der Bimetallplatte 29 ist im Kontaktträger 25 eine Zwischen¬ platte 33 befestigt, die mittig einen ersten ortsfesten Kontakt 35 trägt. Die beiden Kontakte 31 und 35 liegen bei normaler Temperatur aneinander an; wenn jedoch die Temperatur der Bimetallplatte 29, die beim Bremsen von der Bremsscheibe 9 aus aufgeheizt wird, einen bestimmten trag überschreitet, springt der bistabile Kontakt 31 nach vorn und entfernt sich dadurch vom ortsfesten Kontakt 35.

Hinter der Zwischenplatte 33 ist ein zweiter ortsfester Kontakt 37 am Kontaktträger 25 abgestützt und normaler¬ weise in Anlage an einem Kontakt 39, der am Gehäuse 10 federnd abgestützt ist. Der bistabile Kontakt 31 ist an eine Leitung 41 angeschlossen und der federnde Kontakt 39 an eine Leitung 43, wogegen die beiden ortsfesten Kontak¬ te 35 und 37 an eine Leitung 45 angeschlossen sind. Die drei Leitungen 41,43 und 45 sind von einem gemeinsamen isolierenden Mantel 47 umschlossen und mit diesem durch einen schrägen Kanal 49 des Gehäuses 10 nach außen geführt. Der Kanal 49 bildet bei dem in Fig. 1 darge¬ stellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel die einzige Ab¬ weichung des Gehäuses 10 von einer vollkommenen Rota¬ tionssymmetrie.

In der hinteren Aussparung 21 ist gemäß Fig. 1 ein Stopfen 51 aus isolierendem Kunststoff teilweise aufge¬ nommen. Der Stopfen 51 hat einen zentralen Fortsatz 53, der sich durch die Zwischenwand 23 hindurch in die vordere Aussparung 19 erstreckt, dort aber bei neuem oder unvollständig abgenutztem Bremsbelag 6 keine Wirkung ausübt. Der Stopfen 51 ist von einer in das Gehäuse 10

eingebetteten ringförmigen Dichtung 55 umschlossen, die jeglicher Axialverschiebung des Stopfens einen spürbaren Widerstand entgegensetzt. Rings um den Fortsatz 53 ist eine Rückstellfeder 57 angeordnet, die bestrebt ist, den Stopfen 51 von der Zwischenwand 23. wegzudrücken.

Wenn die Abnutzung des Bremsbelags 6 soweit fortgeschrit¬ ten ist, daß der Fortsatz 8 den Stopfen 51 merklich wei¬ ter als in Fig. 1 dargestellt in das Gehäuse 10 ein- drückt, dann stößt der Fortsatz 53 gegen die federnde Abstützung des beweglichen Kontakts 39 und hebt diesen vom zweiten ortsfesten Kontakt 37 ab, wodurch ein Signal¬ stromkreis geöffnet wird. Die Rückstellfeder 57 ist nicht imstande, den Stopfen 51 zusammen mit der Bremsbacke 5, deren Fortsatz 8 am Stopfen anliegt, zu verschieben; deshalb behält der Stopfen 51 bei entsprechend fortge¬ schrittener Abnutzung des Bremsbelags 6 seine Stellung bei, in der er die Kontakte 37 und 39 voneinander ge¬ trennt und somit den zugehörigen Stromkreis offenhält. Erst wenn die Bremsbacke 5 ausgebaut wird, um durch eine neue ersetzt zu werden, drängt die Rückstellfeder 57 den Stopfen 51 in seine in der Zeichnung abgebildete Aus¬ gangsstellung zurück.

Wenn die Bremsscheibe 9 bei einer längeren Bremsung stark erhitzt wird, strahlt sie soviel Wärme ab, daß die Bi¬ metallplatte 29 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, bei der sie nach vorne umschnappt, wodurch der bi¬ stabile Kontakt 31 vom ersten ortsfesten Kontakt 35 ge- trennt wird. Dadurch wird ein Ruhestromkreis unterbro¬ chen, in dem diese Kontakte 31 und 35 sowie die Leitungen 41 und 45 liegen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten vor allem dadurch, daß der Signalgeber 1 nicht am Bremsträger, sondern an der

Bremsbacke 5 befestigt ist. Die Rückenplatte 7 der Brems-

backe 5 hat eine Aussparung 12 mit einer ringförmigen Rippe 14, hinter der ein wie in Fig. 1 hakenförmig ausge¬ bildeter Ringabschnitt 15 des Gehäuses 10 eingerastet ist.

Das Gehäuse 10 hat gemäß Fig. 2 eine im wesentlichen zylindrische Aussparung 16, die nach vorne, zur Brems¬ scheibe 9 hin, offen ist. Rings um diese Aussparung 16 sind im Gehäuse 10 Rippen 18 von sägezahnförmigem Profil ausgebildet. In der Aussparung steckt ein Stopfen 20, der an seinem hinteren, von der Bremsscheibe 9 abgewandten Ende eine Ringrippe 22 von hakenförmigem Profil aufweist. Die Ringrippe 22 ist hinter einer der Rippen 18 einge¬ rastet, wodurch der Stopfen 20 gegen Herausfallen gesi- chert ist.

Der Stopfen 20 hat einen Hohlraum 24, der nach vorne durch eine Platte 26 aus Kunststoff von gutem Wärmeleit¬ vermögen abgeschlossen ist. In den Hohlraum 24 ragt ein Kontäktstift 28 hinein, der am Stopfen 20 befestigt und an eine isolierte Leitung 30 angeschlossen ist. Die Leitung 30 ist zusammen mit einer zweiten isolierten Lei¬ tung 32 durch das Gehäuse 10 nach außen geführt; beide Leitungen 30 und 32 lassen sich an einen Ruhestromkreis anschließen, der ein nicht dargestelltes Relais oder der¬ gleichen enthält.

Die Leitung 32 endet an einem Tragstift 34, der in ein Sockelteil 36 des Gehäuses 10 eingebettet ist und eine Bimetallfeder 38 trägt. Das freie Ende der Bimetallfeder 38 liegt bei normaler bis mäßig erhöhter Temperatur am Kontaktstift 28 an, so daß der Ruhestromkreis geschlossen ist. Wenn jedoch die Bremsscheibe 9 soviel Wärme ab¬ strahlt, daß die Bimetallfeder 38 über eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, dann öffnet die Bimetallfeder den Ruhestromkreis. Die Folge davon ist, daß das genannte Relais od. dgl. abfällt und eine optische und/oder aku¬ stische Warneinrichtung in Betrieb setzt.

Die Bimetallfeder 38 erstreckt sich durch eine am Sockel 36 ausgebildete Öse 40 hindurch, die ihren Bewegungspiel raum begrenzt. Zusammen mit der Bimetallfeder 38 ist am Sockel 36 eine Kupferplatte 42 befestigt, die großflächig an der Platte 26 anliegt und den Wärmeübergang von dieser zur Bimetallfeder begünstigt.

Bei fortschreitender Abnutzung des Bremsbelags 6 nähert sich die Rückenplatte 7 - und mit ihr der in Fig. 2 dar- gestellte Signalgeber 1 - der Bremsscheibe 9. Radial ne¬ ben der Bremsschreibe 9 ist ein ortsfester Anschlag 44 angeordnet, gegen den der Stopfen 20 mit seiner Platte 26 stößt, ehe diese die Bremsscheibe erreicht. Wenn bei wei¬ ter fortschreitender Abnutzung des Bremsbelags 6 die Bremse betätigt wird, so wird der Stopfen 20 vom Anschlag 44 zurückgehalten und dadurch weiter in das Gehäuse 10 hineingedrückt. Die Bimetallfeder 38 wird hingegen von der Öse 40 weiter in Betätigungsrichtung der Bremsbacke 5 mitgenommen und dadurch vom Kontaktstift 28 wegbewegt. Der Ruhestromkreis wird also bei weit fortgeschrittener Belagabnutzung auch dann unterbrochen, wenn die Brems¬ scheibe kühl bleibt.

Wenn es nicht möglich sein sollte, den Anschlag 44 vorzu- sehen, dann stößt die Platte 26 aus Kunststoff bei fort¬ geschrittener Belagabnutzung gegen die Bremsscheibe 9. In diesem Fall erleidet die Platte 26 zwar bei wiederholter oder längerer Bremsbetätigung einen Verschleiß, der je¬ doch normalerweise so gering bleibt, daß die Platte 42 unzerstört bleibt und der Signalgeber 1 gemäß Fig. 2 ebenso wie der Fig. 1 dargestellte zusammen mit einer neuen Bremsbacke 5 weiterverwendet werden kann.