专利名称：渐进式制动器衬片磨损传感器的制作方法
本申请涉及一种制动器衬片磨损传感器，特别是一种模块式的渐进式制动器衬片磨损及温度传感器。
已知的现有技术中有多种不同的制动器衬片磨损检测方法。另外，也已知有温度测量方法。然而，却没有多少制动衬片监控系统能够将磨损检测和温度测量两种功能相结合起来。这样的一种温度和磨损检测技术可以利用产生的信号来监控一种热敏电阻的电阻值，该信号可反映出该制动器衬片的工作温度，以便可以检测到超常的温度状况并且采取正确的操作。一旦该电导体回路受到破坏，该开路状态可被系统检测到，其便用信号通知更换衬片的需要。
一种检测这种制动器衬片的方法使用了一嵌入到该制动器衬片中的导体线回路。当该回路被损坏，而且当该线回路与制动鼓摩擦面之间产生电接触时，将可以检测到该制动器衬片被磨损。另一种制动器磨损及温度测量方法使用了一些设置在制动器衬片内的热反应元件，在那里每个元件是有选择地被检测，以确定是否遇到有异常的温度产生，和/或是否该制动器衬片已经磨损，一个或更多的热反应元件受到损坏表明该磨损已达到了何种程度。
一种更为传统的制动器温度指示装置包括了一设置于制动器衬片内的热电偶，该制动器衬片连接到一表示制动器衬片操作温度的显示装置上。一种类似的技术中应用了一设置在制动缸中的温度和磨损相结合的传感器，其中该传感器具有一滑件机构，该机构被按压在制动缸表面上以表示制动器磨损状况；该技术中还包括一温度传感设备，其可指示出制动器衬片的磨损并通过一对引线指示出制动液的过热状况。
本发明的目的是在一单件紧凑密合部件中提供一种双温度的和渐进式的制动器传感器。
本发明涉及一种模块式渐进制动器衬片磨损及温度传感器。该传感器具有一些平行等间距设置的电阻器，它们与一信号电路相连接。其中每个电阻器都安装在一PC电路板上，电路板被封装在一单件的铸型中。一电热调节器也安装在该铸型中的PC电路板上以检测温度。该电热调节器如同每个等间距隔开的电阻器一样被连接至一地线上。该地线，阻尼线和电热调节器导线从封装的传感器中伸出以用于与信号电路相连接。该传感器被设置于制动器衬片中。当该制动器衬片逐步磨损，该电阻器也逐渐地损坏，这样就改变了传感器的总电阻值。这种阻值上的改变表明了磨损的状况。最好是三个电阻器可以被用来表示出制动器衬片磨损的四种程度。该电热调节器反映了制动器衬片的温度状况并可被用于平衡车辆的制动状态。
附
图1是本发明制动器衬片传感器的透视图。
附图2是沿附图1中2-2线剖开的截面透视图。
附图3是与本发明中的制动器衬片结合使用的一鼓式制动器组件的透视图。
附图4是本发明一变形实施例中的制动传感器的分解透视图。
附图5是被热固塑料封装后的附图3所示的制动传感器的透视图。
附图6是不带产品接头片的附图5所示的制动传感器的透视图。
附图7是本发明最佳实施例所示的制动传感器的透视图。
附图8是附装有制动器组件的附图7所示的传感器的透视图。
附图9是本发明一变形优化实施例的透视图。
附图10是嵌入到附图9所示的传感器中的PC电路板的独立视图。
附图1描述了一模块式封装的制动器磨损传感器1。该模块式组件1最好是设置于鼓式制动器衬片11的相邻部分中间，如附图3中的箭头3所示。附图2是沿附图1中2-2线剖开的截面图。一些电阻器6，7，8被平行设置，同时与从传感器1中伸出的导线4a，4b相连接。该模块式传感器1是由铸型热固塑料5、电阻器6，7，8和嵌入其中的导线4a，4b构成。当制动器衬片11发生磨损，每个与对应电阻器6，7，8相联系的回路6a，7a，8地都被损坏，同时与导线4a，4b的电连接发生断路。其结果就是，该传感器1的总电阻值发生改变。这种阻值上的变化是通过一信号电路被测定的，以指示当前的磨损状态。一个本领域的普通技术人员就能够设计一这样的信号电路，以根据本发明的原理来检测阻值的变化，这种信号电路中更多的细节在此不必详述。
当制动器衬片11还未用过或在第一回路6a被损坏之前，最初的阻值将显示最小值或未磨损。当第一回路6a已被损坏，该阻值将大幅度增加以表示出轻度磨损。当第二回路7a被损坏同时第二电阻器7从该信号电路中被断开时，该阻值将又一次大幅度地增加以表示出中度磨损。最后当第三个也是最后的回路8a被损坏同时第三电阻器8从该信号电路中被去除掉后，该阻值将按指数规律增加以表明该电路处于开路且严重磨损的状态，此时该制动器衬片11应当被更换。然而，这种设置也可以被用来表示磨损的三种程度，其中当最后的电阻器8并未磨损却由于前两个电阻器6，7的磨损而被隔离时也表明严重的磨损状态，此时该制动器衬片11应当被更换。
本发明最好被用于鼓式制动器10，如附图3所示。然而，该模块式传感器1也可以被用于其它种的制动器。现在参看附图3，一制动鼓13具有一用于与制动器衬片11摩擦结合的内部制动摩擦面13a。一例如S形凸轮的致动器使得制动蹄片15朝向制动摩擦面13a移动。制动器衬片11安装在制动蹄片15上，以便于制动鼓13摩擦接触并提供一制动力。这种一般的制动鼓10的布置形式和操作方式在本领域属于公知技术。
该模块式传感器1最好安装于一对制动器衬片摩擦面11(一般如箭头3所示)的中间，其末端邻近或是根本上与制动器衬片11的外表面齐平。其与制动蹄片15的具体连接方式在这里未被示出。然而该具体连接方式对于本发明来讲并非关键内容。任何一种适合于在制动过程中保证传感器1的径向校准的连接方式都可以被采用。在第一实施例中，该传感器1具有一倒钩2，其用于与制动蹄中的孔或是单独固定于制动蹄15上的夹子相结合。本发明也可以有其他形式的连接方式。
电阻器6，7，8原则上会等距离隔开以与该制动器衬片11的不同磨损程度相一致。因此，当回路6a，7a，8a被损坏时，该阻值的变化将表明预先设定好的磨损程度。
附图4-6描绘出本发明的一个变形实施例。参看附图4，一对平行的轨道109a，109b，109c的一端相互连接于一产品接头片120同时另一端连接于信号电路的导线104a，104b，104c。这些轨道压接至信号导线104a，104c。前一轨道109a被连接至信号电路的地线104a，而另一轨道109b被连接至阻尼线104c。一些电阻器106，107，108越过轨道109a，109b被连接在一起以便彼此之间建立一电连接。这些阻尼器106，107，108最好被压接而非焊接至轨道109a，109b上，以便当其暴露于高温下时能保持可靠的连接。一电热调节器123也被连接至接地的轨道109a上并且具有一用于与信号电路连接的独立导线104b。轨道109a，109b，阻尼器106，107，108，电热调节器123和连接导线104a，104b，104c都被封装于一热固塑料铸型105中以确定一模块式传感器组件101。产品接头片120在铸型过程中为组件101的定位提供了便利。然而，该接头片120是在向制动器组建10上安装之前就已被折断了的。如附图6所示，该铸造成型的模块式组件101是不带有该产片接头片120的。
该模块式组件101被设置在制动器衬片11内，与前一实施例相似。这便是，该模块式传感器101最好被安装于鼓式制动器10的制动器衬片11的相邻部分中间，如附图3所示，但同样可以被设置于一单片的制动器衬片中。通过导线104a，104b，104c径向向内排列以连接至信号电路(未示出)，该模块式传感器101被这样定向，使得轨道109a，109b从操作器向制动鼓摩擦面13a延伸。该模块式传感器101可适于用一单独的夹子附着于制动蹄15上或以其它的方式固定于其上。如前一实施例，电阻器106，107，108原则上会等距离隔开以与该制动器衬片11的不同磨损程度相一致。当制动器衬片11发生磨损，每个电阻器106，107也从传感器中报废，同时传感器101中的总电阻值发生改变。该信号电路只简单的检测到这种阻值上的变化和依附其上的磨损状态。最好是三个电阻器106，107，108都被平行的设置于该模块式传感器组件101中。
如前所述，检测导线104a，104c被压接至各轨道上，同时温度导线104b以任何适合的方式被压接至电热调节器123。然而，轨道109a，109b上形成有狭缝以容纳每个电阻器106，107，108的电线部分和电热调节器109及其上的电线。这样就通过压接形成了一个当温度升高时比焊接更可靠的连接。
下文将介绍该最优化的传感器中的各具体组成构件。第一个最外层的电阻器106阻值为1K。第二个中间的电阻器107阻值为4.7K，最里层的电阻器108阻值为22K。这种设置可产生出一种渐进式的传感器总电阻值，其具有一795的最初阻值，一3.87K的中间阻值和一22K的最终阻值。可以看到当电阻器106，107发生损坏时传感器101的总阻值是逐渐增加的。这三个电阻值的级别是根据电阻器106，107的位置表明了至少三个程度的磨损。在第一电阻器106被损坏之前，较低的电阻值表明了较少的或未发生的磨损状况。当第一电阻器106被损坏而引起总的电阻值发生第一次增加时，可以检测到中度的磨损状况。最后，当第二个中间的电阻器107被损坏时，该最终的电阻值22K表明了严重的磨损状况，并且是时候应当更换制动器衬片11了。当然此时第三电阻器108也应当被损坏了，且总的电阻值将增加表示出了开路状态。因此，该传感器10原则上能够表示出四个明显的磨损程度。
这里使用的电阻器106，107，108可以是由Speer Electronices提供的通用型电阻器。本最佳实施例中使用的电热调节器123可以是由NTC Thermistors提供的DK型负温度系统热敏电阻，其能够测量上至698°F的温度范围。然而，本发明并不被申请文件中的这些具体的电阻器或电热调节器所限制。
附图7是本发明最佳实施例的透视图。在这个实施例中传感器201具有一部分嵌入到铸型205中的紧固夹270。该紧固夹270最好是具有一些由紧固夹的弯折部分形成的薄片272，以向制动蹄提供密合的搭扣配合。如前一实施例所述，一些等间距隔开的电阻器和电热调节器被嵌入到铸型205中并且被连接到顺序接入信号电路中的导线204a，204b，204c上。
附图8是附图7所示的制动传感器201的透视图，其被连接到附图3所示的制动器组件10的箭头3附近。如附图8中所示，该传感器只是被简单的塞入到制动器衬片部分11中间的制动蹄15上。该紧固夹270也是简单的越过制动蹄15，同时那些薄片272保持了一种可靠的连接。该传感器铸型205基本上是一种符合制动衬片轮廓的Y形结构。这种Y形结构和紧固夹270便利了制动传感器201沿长度方向上在制动器中的设置。这样一种安装方式是比现有技术中的传感器沿径向安装的方式优越的，它能够在不论是制动蹄15安装到制动鼓13之前或是之后简化安装过程。在此最佳实施例中，电阻器和电热调节器被设置于PC电路板上，该电路板上顺序铸有一种温度电阻电热调节器，其与附图9-10中将要描述的实施例很相似。
附图9是本发明中的一变形实施例。传感器301是由一带有一紧固夹370的铸型305构成，该紧固夹部分的嵌入铸型中，其与附图7-8所述的前一实施例相似。如前一实施例所述，一些薄片372，374向制动蹄15提供了一便利且密合的搭扣连接。导线304a，304b和304c从传感器中伸出，以便连接至信号电路中，如前面每个实施例中所述。一PC电路板380嵌入到其上安装有传感器元件的铸型305中。
附图10是附图9所示的PC电路板380的显形图。一些等间距平行隔开的电阻器306，307和308都被安装到该PC电路板380上。一导体轨道将每个电阻器306，307，308和电热调节器323连接至一常规地线304a上。电热调节器323的另一端通过一导体轨道单独的连接到导线304b上。最后，每个电阻器306，307和308的另一端都被连接到阻尼线304c上，用于检测越至传感器301的地线间的电阻值。每个这样的电阻器，电热调节器，PC电路板和热固塑料铸型都能够承受高达600°F的制动施加温度。
此实施例的操作过程与前一个实施例相同。当传感器301发生磨损并且电阻器从该电路中报废掉时，渐变的总电阻值会表示出当前的磨损状态。电热调节器323表示出该制动器衬片的温度。导线304a，304b，304c与信号电路及PC电路板之间的具体连接方式在此不再详细表示，对于本领域普通技术人员来讲应该很易于理解。
虽然上述发明是参照一实施例进行展示和叙述的，但对于本领域普通技术人员来讲应当明白在不脱离本发明核心内容的前提下可以允许有不同的改变及变形，比如说，本发明并不局限于在此公开的具体类型的电阻器。在附图7-10所示的实施例中，该第一个最外层的电阻器306阻值可以为5K，第二个中间的电阻307为15K，且第三个最里层的电阻为30K。该电热调节器323在72°F的时候可具有100K的电阻值。还可以应用其它的一些阻值，只要它们的总阻值变化可以容易地检测出每个电阻器的磨损状况即可。此外，虽然公开的铸型为热固性塑料，这里已可以使用热塑性塑料。
权利要求
1.一种制动器衬片磨损传感器，用于表示设置在制动摩擦面和制动操纵器之间的制动器衬片中的渐进式制动磨损状况，所述的传感器包括一些电阻器，它们平行安装且沿所述制动操纵器和所述制动摩擦面之间的一方向相互间等距隔开，所述传感器被连接至一信号电路上用于检测所述制动器衬片的渐进磨损状况，其特征在于当所述制动器衬片逐渐磨损，所述电阻器逐渐磨耗并且其连续性逐渐被切断，因此所述信号电路中的总电阻值发生改变，并因此可以显示出渐进式的制动器衬片的磨损状况。
2.如权利要求1所述的制动器衬片磨损传感器，其特征为所述电阻器包括至少三个传感器，以便检测出所述制动器衬片的至少三种磨损程度。
3.如权利要求1所述的制动器衬片磨损传感器，其特征为所述电阻器被封装在一热固塑料铸型中以形成一模块式组件。
4.如权利要求3所述的制动器衬片磨损传感器，其还包括一嵌入到所述的热固塑料铸型中的电热调节器可以检测所述制动器衬片的温度。
5.如权利要求1所述的制动器衬片磨损传感器，其特征为所述电阻器被安装在一PC电路板上，所述的PC电路板和所述的电阻器最初被封装在一热固塑料铸型中以形成一模块式组件。
6.如权利要求5所述的制动器衬片磨损传感器，其还包括一安装在所述PC电路板上并封装于热固塑料铸型中的电热调节器，其可检测所述制动器衬片的温度。
7.如权利要求5所述的制动器衬片磨损传感器，其还包括一部分嵌入到所述热固塑料铸型中的紧固夹，其可便利与制动蹄之间的连接。
8.一模块式制动器衬片磨损传感器，其用于显示设置于制动摩擦面与制动操纵器之间的制动器衬片的磨损状况，所述模块式传感器包括一基本设置在所述制动器衬片内的密合封装元件，所述密合元件包括一些安装好的电阻器，其嵌入到所述密合元件中，并且沿从所述制动操作器延伸到所述制动摩擦面的第一方向等间距隔开；其特征在于，所述的电阻器被平行连接并且一起被连接到一信号电路中，以使得当所述制动器衬片逐渐磨损时所述密合元件也逐渐磨耗，所述电阻器的连续性逐渐被切断，因此所述传感器的总阻值逐渐发生变化，从而该信号电路可表示出制动器衬片逐渐被磨损的状况。
9.如权利要求8所述的制动器传感器，其特征在于所述的封装密合元件还包括两个嵌入其中的基本平行的轨道，并沿所述第一方向延伸，所述电阻器被设置于其间并与之相连；其特征在于，所述的两个基本平行的轨道被连接到所述信号电路中，以使得当所述制动器衬片发生磨损时所述的密合元件也逐渐磨耗，使得平行轨道间的那些电阻器的连续性逐渐被切断，因此所述平行轨道间的总电阻值逐渐变化，从而所述的信号电路可显示出制动器衬片的渐进式磨损状况。
10.如权利要求9所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其还包括一嵌入到所述封装密合元件中的电热调节器，其可以检测所述制动器衬片的温度。
11.如权利要求9所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述封装密合元件是由热固塑料铸型形成的。
12.如权利要求9所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述电阻器包括至少三个电阻，以便检测所述衬片的至少三种不同程度的磨损。
13.如权利要求9所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述电阻器被压接至所述轨道，以在其彼此间形成一电连接。
14.如权利要求9所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述电阻器包括至少三个电阻，以便检测所述衬片的至少四种不同程度的磨损。
15.如权利要求8所述，其特征在于所述封装密合元件还包括嵌入其中的一PC电路板，其沿所述第一方向延伸，所述电阻器被安装在所述PC电路板上并沿所述第一方向等距离隔开。
16.如权利要求15所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述封装密合元件是由一种热固塑料铸型所形成。
17.如权利要求16所述的模块式制动器衬片磨损传感器，其还包括一安装于所述PC电路板上并且被封装于所述热固塑料铸型中的电热调节器，其可检测所述制动器衬片的温度。
18.如权利要求16所述的制动器衬片磨损传感器，其还包括一部分嵌入到所述热固塑料铸型中的紧固夹，以便利其与制动蹄之间的连接。
19.如权利要求8所述的制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述封装密合元件从其横截面图看去基本呈Y形状。
20.如权利要求5所述的制动器衬片磨损传感器，其特征在于所述封装密合元件从其横截面图看去基本呈Y形状。
全文摘要
一种渐进式制动器衬片磨损及温度传感器,其具有一些平行设置等距离隔开且与一信号电路相连接的电阻。每个电阻都被安装到一PC电路板上,且顺序地被封装在一单件铸型中。一电热调节器也被安装在铸型中的PC电路板上以检测衬片的温度。该地线、阻尼线和电热调节器导线从封装的传感器中伸出以用于与信号电路相连接。该传感器设置于制动器衬片中并且通过一紧固夹与制动蹄相连接。当该制动衬片逐渐发生磨损时,该电阻器也逐渐被磨耗,这样便使得传感器的总阻值发生变化。这种阻值上的变化显示出了磨损的状况。最好是能够使用三个电阻器来表示制动器衬片的四种磨损程度。
文档编号F16D66/00GK1335244SQ0112519
公开日2002年2月13日 申请日期2001年7月20日 优先权日2000年7月20日
发明者W·W·奥迪索, J·海德维勒 申请人:丹拿公司