ES2315596T3 - Disposicion de freno de disco con sensor de desgaste de la guarnicion de freno. - Google Patents

Abstract

Disposición de freno de disco con un disco de freno (1) y un asiento de freno con dos guarniciones de freno (2) que actúan sobre el disco de freno (1), que comprenden en cada caso una guarnición de fricción (4), aplicada sobre el soporte de la guarnición (3), con un lado de fricción, y con un elemento de carcasa (5) del asiento de freno, en la que entre una superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) y una superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción de la guarnición de fricción (4) está dispuesto un sensor de desgaste electro-mecánico (8) que detecta el desgaste de la guarnición de fricción (4), en la que el sensor de desgaste (8) está fijado en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno de tal manera que se sumerge con una cabeza de sensor (9) en un espacio intermedio entre la superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) y la superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción, sin fijarlo en la guarnición de freno (2), en la que la cabeza del sensor (9) ocupa una extensión predeterminada en la dirección de aplicación del freno y está fijada sobre un soporte de sensor flexible (11) en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno, de tal manera que la cabeza del sensor (9) se puede desviar en la dirección de aplicación del freno y es presionada durante el proceso de frenado por una superficie (6) conectada con el soporte de guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) contra la superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción, tan pronto como el desgaste de la guarnición de fricción (4) ha alcanzado una primera medida.

Description

Disposición de freno de disco con sensor de desgaste de la guarnición de freno.

La invención se refiere a una disposición de freno de disco con un disco de freno y un asiento de freno con dos guarniciones de freno que actúan sobre el disco de freno, que comprenden en cada caso una guarnición de fricción, aplicada sobre el soporte de la guarnición, con un lado de fricción, y con un elemento de carcasa del asiento de freno, en el que entre una superficie conectada con el soporte de la guarnición y dirigida hacia el disco de freno y una superficie del disco de freno dirigida hacia el lado de fricción de la guarnición de fricción está dispuesto un sensor de desgaste electromecánico que detecta el desgaste de la guarnición de fricción.

Las guarniciones de fricción se desgastan naturalmente con cada proceso de frenado, de manera que después de algún tiempo del funcionamiento es necesario sustituir las guarniciones de freno, es decir, el soporte de guarnición con guarniciones de fricción aplicadas encima, con el fin de garantizar el funcionamiento correcto posterior de los frenos. Es ventajoso desde el punto de vista económico sustituir la guarnición de freno en el instante correcto de un desgaste máximo predeterminado. Si se sustituye la guarnición de freno demasiado pronto, es decir, después de un tiempo de funcionamiento demasiado reducido, esto eleva los costes. Si se cambia la guarnición de freno demasiado tarde, se pueden producir funciones erróneas del freno con los peligros implicados con ello. Por lo tanto, es deseable sustituir la guarnición de freno cuando la fricción o bien el desgaste ha reducido el espesor de la guarnición de fricción a una medida predeterminada.

Para detectar el instante correcto de la sustitución de las guarniciones de freno, existen, por ejemplo, dispositivos en guarniciones de freno, que generan una señal acústica durante el proceso de frenado, cuando el freno ha alcanzado un desgaste que hace necesaria una sustitución de una guarnición de freno. En determinadas condiciones de empleo, por ejemplo en el caso de camiones grandes, sin embargo, no son suficientes las indicaciones acústicas de desgaste, puesto que las señales generadas por estas instalaciones no son perceptibles con frecuencia o no se pueden percibir a tiempo en virtud de los ruidos de funcionamiento perturbadores. En tales casos se ofrecen sensores de desgaste electro-mecánicos que, cuando la guarnición de fricción ha alcanzado un desgaste predeterminado, generan una señal de salida eléctrica, que puede ser procesada y puede ser convertida en una indicación de funcionamiento para el conductor.

Tales sensores de desgaste se conocen, por ejemplo, a partir de la patente US Nº 4.520.661. Por ejemplo se conoce introducir un bucle de alambre o bucle conductor atravesado por una corriente en una guarnición de freno, de tal manera que se conduce una sección del bucle conductor a través de una placa de soporte de guarnición y llega hasta el material de la guarnición de fricción, de manera que el extremo del bucle conductor se proyecta hasta el interior de aquel plano, hasta el que debe desgastarse como máximo la guarnición de fricción. Cuando la guarnición de fricción es rozada durante el funcionamiento, la superficie de la guarnición de fricción penetra lentamente hasta el plano del bucle conductor, de manera que finalmente libera el bucle conductor y es rozado de la misma manera y en este caso es separado. A partir de ello así como a partir de la liberación provocada previamente del bucle conductor se pueden derivar señales, que indican que se ha alcanzado un desgaste máximo de la guarnición de fricción. Un sensor de este tipo es montado en un orificio del soporte de guarnición previsto para este fin. Por lo tanto, para el alojamiento de un sensor de desgaste de este tipo se disponen de una manera especial las guarniciones de freno.

En una forma de realización alternativa, se detecta el desgaste de las guarniciones de freno y del disco de freno en conjunto a través de la detección del recorrido de ajuste prolongado de una manera correspondiente del pistón de freno. Sensores correspondientes están montados en lugares predeterminados de la carcasa del pistón, como se describe en la patente US Nº 4.520.661 mencionada anteriormente. Estos sensores de desgaste conocidos tienen el inconveniente de que, en principio, solamente pueden detectar el desgaste de conjunto de las dos guarniciones de frenado y del disco de freno.

Se conoce a partir de la patente US Nº 4.183.012 una indicación electromecánica de desgaste, en la que un sensor que contiene un bucle conductor está insertado en una escotadura prevista para ello de una guarnición de freno y de su placa de soporte, de manera que con la ayuda de un muelle, que se apoya en un elemento de carcasa, es presionada una proyección formada integralmente en el sensor contra la placa de soporte de la guarnición de freno, de tal manera que el sensor es fijado en su posición en la placa de soporte.

Se conoce a partir del documento DE 30 34 737 A1 fijar un alambre, provisto con una envoltura aislante, para la indicación del desgaste en una parte de la carcasa conectada con una guarnición de freno y dejan que se proyecte dentro de una ranura de la guarnición de freno. Esta disposición es adecuada solamente para frenos de asiendo flotante, en los que esta guarnición de freno no se mueve frente a la parte de la carcasa que retiene el alambre sensor. Por lo tanto, el sensor está fijado prácticamente en la guarnición de freno.

También el documento US 5.692.585 muestra un sensor de desgaste de bucle de alambre fijado en una guarnición de freno.

Se conoce a partir de la publicación alemana 2 259 050 empotrar una abrazadera de alambre de resorte, provista con una envoltura aislante, entre las dos placas de soporte de las guarniciones de freno opuestas entre sí, de manera que en cada caso un extremo de la abrazadera de alambre de resorte aislante se encuentra en una ranura de canalón de la guarnición de freno y es presionada contra su superficie de fondo. El vértice de la abrazadera de alambre de resorte está colocado aproximadamente en el centro entre las guarniciones de freno por encima del disco de freno alrededor de un pasador de retención y presiona contra una pared de la carcasa.

El cometido de la invención es crear una indicación sencilla del desgaste para disposiciones de frenos de disco del tipo mencionado anteriormente, que se puede reequipar en una pluralidad de disposiciones de disco de freno y puede detectar el desgaste individual de las guarniciones de freno individuales.

Este cometido se soluciona a través de una disposición de freno de disco con las características de la reivindicación de patente 1.

De acuerdo con la invención, en una disposición de freno de disco del tipo mencionado al principio, se fija el sensor de desgaste en el elemento de carcasa del asiento de freno, de tal manera que se sumerge con una cabeza de sensor en un espacio intermedio entre la superficie conectada con el soporte de la guarnición y dirigida hacia el disco de freno y la superficie del disco de freno dirigida hacia el lado de fricción. La cabeza del sensor ocupa en este caso una extensión predeterminada en la dirección de aplicación del freno, de manera que la cabeza del sensor es presionada durante el proceso de frenado por una superficie conectada con el soporte de guarnición y dirigida hacia el disco de freno contra la superficie del disco de freno, que está dirigida hacia el lado de fricción de la guarnición de fricción, tan pronto como el desgaste de la guarnición de fricción ha alcanzado una primera medida. El elemento de carcasa del asiento de freno, en el que está fijado el sen sor de desgaste, puede ser un elemento opcional de todo el asiento de freno, que se encuentra en una posición, desde la que el sensor de desgaste se puede sumergir con su cabeza de sensor en el espacio intermedio. Por lo tanto, de una manera preferida, se utiliza un elemento de la carcasa de asiento de freno, que se encuentra en la proximidad inmediata del espacio intermedio y con preferencia en la dirección radial del disco de freno directamente fuera del intersticio entre el soporte de guarnición y el disco de freno. El sensor de desgaste está fijado, por ejemplo, en una abrazadera que rodea las guarniciones de freno y el disco de freno, con la que se introducen a presión habitualmente los muelles de retención de las guarniciones de freno. La cabeza de sensor es retenida de esta manera en el espacio intermedio y solamente entonces es presionada por la guarnición de freno contra el disco de freno, cuando el desgaste de la guarnición de fricción ha alcanzado una primera medida. Tanto pronto como esto sucede, la superficie de la cabeza del sensor dirigida hacia el disco de freno es rozada con cada proceso de freno junto con la guarnición de fricción. La señal de sensor que indica el desgaste se puede generar de múltiples maneras y se puede generar ya a través de la simple presión de la cabeza del sensor en el disco de freno (el contacto del disco de freno) o a través de una medida determinada de la fricción de la cabeza del sensor. La extensión predeterminada de la cabeza del sensor en la dirección transversal a la superficie del disco de freno (dirección de aplicación del freno) determina de esta manera la medida del desgaste, en la que la cabeza del sensor contacta por primera vez con la superficie del disco de freno. Por este motivo, se designa la cabeza del sensor también como "elemento distanciador". La disposición de freno de disco de acuerdo con la invención tiene muchas ventajas: el sensor de desgaste registra el desgaste de la guarnición de fricción asociada al mismo de una manera independiente del estado de desgaste del disco de freno. El sensor de desgaste se puede montar posteriormente sin modificaciones de la construcción en la guarnición de freno o en el freno; el montaje se puede realizar, por lo tanto, fácilmente durante el montaje del freno o en un taller (también posteriormente). Si se produce el caso de que se sustituye una guarnición de freno, antes de que el sensor de desgaste haya sido rozado parcialmente, entonces es posible una reutilización del sensor de desgaste en una nueva guarnición de freno.

La cabeza del sensor está fijado a través de un soporte de fijación flexible del sensor en el elemento de carcasa del asiento de freno. El soporte de fijación flexible del sensor hace posible que la cabeza del sensor, mientras se sumerge en el espacio intermedio, siga el movimiento de la guarnición de freno o bien del soporte de guarnición. Además, la posición exacta del sensor de desgaste durante su fijación en el elemento de carcasa del asiento de freno es menos crítica. El soporte de fijación flexible del sensor comprende, por ejemplo, una barra elástica flexible o alambre flexible, que está fijado en uno de sus extremos en el elemento de la carcasa de asiento de freno (por ejemplo empotrado fijamente o anclado) y lleva en su otro extremo la cabeza del sensor.

En una forma de realización preferida, el sensor de desgaste está fijado en el elemento de la carcasa del asiento de freno, de tal manera que la cabeza del sensor es retenida en una orientación predeterminada con respecto al disco de freno. Por ejemplo, la cabeza del sensor está fijada de forma segura contra giro, de manera que sus dimensiones en la dirección de aplicación del freno, es decir, perpendicularmente a la superficie del disco de freno, determinan la primera medida del desgaste, a partir de la cual se presiona la cabeza del sensor en la superficie del disco de freno. Una disposición de este tipo en una orientación predeterminada permite, además, preparar de una manera especial el lado de la cabeza del sensor que está dirigido hacia el disco de freno, de manera que se puede realizar una detección sencilla del contacto con el disco de freno y/o la fricción de la superficie de la cabeza del sensor. Para que la cabeza del sensor pueda ser retenida en la orientación predeterminada, está previsto en un desarrollo ventajoso que la cabeza del sensor se sumerja en una escotadura de la guarnición de fricción, en la que está guiada de forma segura contra giro.

La cabeza del sensor se puede encontrar, en principio, en un espacio intermedio opcional entre una superficie conectada con el soporte de guarnición y la superficie del disco de freno. Por ejemplo, éste puede ser un espacio intermedio entre una sección, en la que el soporte de guarnición (la placa de soporte de guarnición) se proyecta sobre la guarnición de fricción, y la superficie del disco de freno dispuesta en posición opuesta. En una configuración preferida de la disposición de freno de disco de acuerdo con la invención, sin embargo, la cabeza del sensor se sumerge en una escotadura existente de la guarnición de fricción. Ésta puede ser cualquier escotadura, que es accesible desde una dirección transversalmente a la dirección de aplicación de freno de la guarnición de freno, especialmente cualquier escotadura en una pared lateral de la guarnición de fricción. Por ejemplo, la escotadura puede ser un taladro realizado lateralmente en la guarnición de fricción, de manera que en este caso la superficie de limitación del taladro del lado del soporte de guarnición forma la superficie conectada con el soporte de guarnición y dirigida al disco de freno, en la que se apoya la cabeza del sensor en el lado del soporte de guarnición, tan pronto como, después de alcanzar la primera medida del desgaste de la guarnición de freno, entra en contacto con su lado opuesto con la superficie del disco de freno.

Con preferencia, la escotadura está formada por una ranura que atraviesa la guarnición de fricción en todo su espesor, de manera que la ranura está limitada sobre uno de sus lados por el soporte de guarnición y está abierta sobre el lado opuesto. Pero también son concebibles casos, en los que la longitud de la ranura representa solamente una parte del espesor de la guarnición de fricción. En el caso de que la escotadura esté formada por una ranura, de una manera preferida la anchura de la cabeza del sensor (transversalmente a la dirección de aplicación del freno) está adaptada a la anchura de la ranura, de manera que las paredes de la ranura forman superficies de guía para la cabeza del sensor. En un desarrollo preferido, la ranura se ensancha hacia el fondo y el perfil de la sección transversal de la cabeza del sensor de desgaste está adaptada a la forma de la ranura de tal manera que la cabeza del sensor solamente se puede mover en la dirección longitudinal de la ranura.

La cabeza del sensor puede presentar, en una forma de realización sencilla, por ejemplo, una superficie metálica conectada con una línea de alimentación eléctrica, de manera que a través de la línea de alimentación eléctrica se puede generar una señal, cuando la superficie metálica de la cabeza del sensor contacta con el disco de freno. A este respecto, dado el caso, sería necesario proveer las zonas de la guarnición de freno, que rodean la cabeza del sensor, con un material de aislamiento eléctrico. No obstante, en una forma de realización preferida, la cabeza del sensor presenta una zona dirigida hacia el disco de freno, que es rozada durante el proceso de frenado a través del contacto con el disco de freno, después de que el desgaste de la guarnición de fricción ha alcanzado la primera medida. Esta fricción de la cabeza del sensor es detectada entonces por el sensor de desgaste. De una manera preferida, se modifica una propiedad detectable del sensor en virtud de la fricción de la zona, cuando el desgaste de la guarnición de fricción ha alcanzado una segunda medida. La segunda medida puede ser igual a la primera medida, lo que significa que la propiedad del sensor detectable se modifica inmediatamente cuando se inicia la fricción de la zona. Éste es el caso, por ejemplo en una disposición de sensor, en la que la zona presenta una superficie metálica, que es impulsada a través de una línea de alimentación con tensión, de manera que se modifica el flujo de corriente a través del sensor de desgaste tan pronto como la superficie metálica de la zona entra en contacto con la superficie del disco de freno.

En una configuración preferida de la disposición de freno de disco, sin embargo, la primera y la segunda medida son diferentes, de tal modo que solamente se modifica la propiedad detectable del sensor cuando la zona del sensor de desgaste se ha desgastado en una medida predeterminada (= diferencia entre la primera y la segunda medida). En esta forma de realización, la propiedad detectable del sensor puede ser, por ejemplo, una resistencia medible entre dos conexiones del sensor de desgaste. De una manera preferida, la cabeza del sensor presenta en este caso un bucle conductor rodeado por una capa de aislamiento, en la que el bucle conductor está dispuesto de tal forma que se roza en primer lugar la capa de aislamiento, después de que el desgaste ha llegado hasta la primera medida y a continuación se roza una parte del bucle conductor y de esta manera se interrumpe finalmente, después de que el desgaste ha alcanzado la segunda medida. Esta disposición es especialmente ventajosa porque permite una detección de varias fases del desgaste. Cuando la zona de la cabeza del sensor dirigida hacia el disco de freno se ha desgastado hasta el punto de que libera la superficie del bucle conductor, esto se puede detectar a través de una medición de un flujo de corriente entre el bucle conductor y el disco de freno. Cuando a continuación se adelgaza una sección del bucle conductor en la zona de la cabeza del sensor a través de fricción, entonces se eleva la resistencia eléctrica del bucle conductor, lo que se puede detectar de la misma manera. Por último, se separa el bucle conductor, de manera que el flujo de corriente es interrumpido a través del bucle conductor, lo que representa la última fase de la detección del desgaste. Un desarrollo preferido de esta disposición se caracteriza porque la cabeza del sensor presenta al menos otro bucle conductor, que está dispuesto de tal manera que una parte del otro bucle conductor es erosionada y de esta manera es interrumpida finalmente, después de que el desgaste ha alcanzado una tercera medida. Es concebible que se dispongan varios bucles conductores desplazados unos detrás de otros, de tal manera que se pueden detectar correspondientemente muchas fases del desgaste de la guarnición de fricción.

El sensor de desgaste se encuentra en una llamada zona de alta temperatura de freno de disco, en la que pueden aparecer temperaturas por encima de 600ºC. Por este motivo, los materiales de construcción (conductores y aisladores), presentes en el sensor de desgaste, están diseñados ara tales intervalos de temperatura. Además de los conductores metálicos se emplean con preferencia componentes cerámicos y masas de relleno. Un desarrollo ventajoso de la disposición de freno de disco de acuerdo con la invención se caracteriza porque el elemento de la carcasa del asiento de freno comprende una chapa de cubierta que cubre las guarniciones de freno y el disco de freno. La chapa de cubierta presenta una superficie dirigida hacia las guarniciones de freno y hacia el disco de freno así como hacia los espacios intermedios y una superficie alejada y forma un blindaje térmico, de manera que sobre el lado alejado de los espacios intermedios se pueden conectar las líneas de alimentación de los sensores de desgaste con líneas de alimentación (cables) habituales, que no cumplirán los requerimientos de alta temperatura en el espacio intermedio. Por una chapa de cubierta en el sentido de este desarrollo debe entenderse cualquier construcción metálica que, en virtud de una superficie suficiente y acoplamiento térmico, puede cumplir la función de un blindaje térmico. Por ejemplo, una abrazadera correspondientemente ancha y gruesa para la retención de muelles de retención de las guarniciones de freno puede cumplir este objetivo.

En un desarrollo ventajoso de la disposición de acuerdo con la invención, el sensor de desgaste está fijado de forma desprendible en el elemento de carcasa del asiento de freno. Esto permite una sustitución sencilla del sensor de desgaste tanto en caso de renovación de la guarnición de freno como también en caso de fallo del sensor.

Un desarrollo preferido de la disposición de freno de disco de acuerdo con la invención se caracteriza porque en la cabeza del sensor está contenido adicionalmente un sensor de temperatura. Éste posibilita la detección de la temperatura del freno, de manera que las señales de salida del sensor de desgaste, que indican el desgaste, se pueden combinar con las señales de salida del sensor de temperatura. El sensor de temperatura se puede integrar sin mucho sobregasto en el sensor de desgaste. Por ejemplo, los conductores eléctricos contenidos ya en el sensor de desgaste se pueden configurar de tal manera que sirven al mismo tiempo como sensor de temperatura. Cuando en el sensor de desgaste está contenido, por ejemplo, un bucle conductor (que está expuesto al desgaste), se podría configurar una parte de este bucle conductor como resistencia PTC/NTC. En una forma de realización preferida, se configura el sensor de temperatura como termoelemento valioso, sien do conducidas, por ejemplo, dos líneas de alimentación de metales diferentes hasta la cabeza del sensor y siendo conectadas allí entre sí (por ejemplo una pareja de hierro y constantano). El sensor de temperatura está formado, por ejemplo, en un bucle conductor por una pareja de alambres que forman un termoelemento de dos alambres de diferentes materiales o comprende un bucle conductor de una carcasa metálica del sensor de desgaste y un alambre guiado allí y conectado en la cabeza del sensor con la carcasa, que forman conjuntamente un termoelemento.

Los desarrollos ventajosos y preferidos se caracterizan en las reivindicaciones dependientes.

A continuación se describe en detalle la invención con la ayuda de una forma de realización preferida representada en los dibujos, en los que:

La figura 1 muestra una representación esquemática de la disposición de freno de disco de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una forma de realización preferida de un sensor de desgaste utilizado en la invención.

Las figuras 3A a 5B muestran representaciones esquemáticas de una sección de la disposición de freno de disco de acuerdo con la invención en diferentes grados de desgaste de la guarnición de fricción (en cada caso en reposo y durante el proceso de frenado); y

La figura 6 muestra una representación esquemática, que muestra la disposición del sensor de desgaste, especialmente la disposición de la cabeza del sensor en una escotadura de la guarnición de fricción.

La figura 1 muestra una representación esquemática parcialmente en sección de una parte de la disposición de disco de freno de acuerdo con la invención. Un disco de freno 1 está dispuesto entre dos guarniciones de freno 2. Cada guarnición de freno 2 presenta una guarnición de fricción 4 aplicada sobre un soporte de guarnición 3. Durante un proceso de frenado se mueven las guarniciones de freno 2 sobre el disco de freno 1 hasta que los lados de fricción de las guarniciones de fricción 4 rozan sobre las superficies 7 del disco de freno 1 En este caso, se desgastan las guarniciones de fricción 4. En las superficies laterales de las guarniciones de fricción 4 representadas en la parte superior de la figura 1 están realizadas escotaduras 10, de manera que en la figura 1 se ha seleccionado la representación en sección de tal modo que los planos de intersección se encuentran dentro de las escotaduras 10, de manera que en la representación de la figura 1 la zona en sección de la guarnición de fricción 4 termina en el fondo de la escotadura. La escotadura 10 representada a modo de ejemplo en la figura 1 tiene la forma de una ranura, que se extiende a través de todo el espesor de la guarnición de fricción 4 a partir de la superficie 6 del soporte de guarnición 3 del lado de la guarnición de fricción hasta el lado de fricción de la guarnición de fricción 4.

A cada guarnición de fricción 2 está asociado un sensor de desgaste electro-mecánico 8. El sensor de desgaste 8 presenta un soporte de fijación del sensor 11 y una cabeza de sensor 9 y está fijado en un elemento de carcasa del asiento de freno 5, por ejemplo en una abrazadera para muelles de retención, de tal manera que se proyecta con la cabeza del sensor 9 en la ranura 10, que forma un espacio intermedio entre la superficie 6 del lado de la guarnición del soporte de guarnición y la superficie 7 del disco de freno 1. La disposición de la cabeza del sensor 9 en la escotadura 10 está seleccionada en este caso de tal manera que tiene una distancia reducida con respecto a la superficie 6 del lado de la guarnición del soporte de guarnición 3 o incluso entra en contacto con ella. De esta manera, se garantiza que la cabeza del sensor 9 solamente entre en contacto con la superficie 7 del disco de freno 1 cuando el desgaste de la guarnición de fricción 4 ha alcanzado una medida, en la que el espesor residual de la guarnición de fricción corresponde a la extensión de la cabeza del sen sor 9 en la dirección de aplicación del freno.

En la forma de realización mostrada en la figura 1, dentro del sensor de desgaste 8 está dispuesto un bucle de alambre 14 rodeado por un material aislante 13, de manera que el bucle de alambre presenta una punta, que está dispuesta en una zona de la cabeza del sensor 9 que está dirigida hacia el disco de freno 1. Los dos extremos del bucle de alambre 14 están conducidos por encima de la fijación 16 en el elemento de carcasa 5 del asiento de freno como conexiones 12. Puesto que las conexiones 12 se encuentran por encima del elemento 5 que actúa como blindaje térmico, se pueden conectar alambres de alimentación de conexión normales con las conexiones 12.

La figura 2 muestra una vista en sección esquemática de la parte inferior del sensor de desgaste 8 utilizado en la invención. Se representa una parte del soporte de fijación del sensor 11, en cuyo extremo inferior se encuentra la cabeza del sensor 9. La cabeza del sensor 9 tiene en la dirección de aplicación del freno la extensión d_{A}, que determina en qué grado del desgaste de la guarnición de fricción 4 se inicia una fricción de la superficie de la cabeza del sensor 9 dirigida hacia el disco de freno 1. En la cabeza del sensor está dispuesto un bucle conductor 14A, 14B, cuyas líneas de alimentación están conducidas a través del soporte de fijación del sensor 11 hacia conexiones 12 (no mostradas en la figura 2). El bucle conductor está constituido por una primera línea de alimentación 14A y por una segunda línea de alimentación 14B, que están conectadas entre sí en un punto 17. La primera línea de alimentación 14A presenta una punta de bucle 15, que se proyecta al máximo en dirección al disco de freno 1. Todo el bucle conductor (14A, 15, 17, 14B) está rodeado por un material aislante. Cuando la cabeza del sensor 9 es rozada en la superficie del disco de freno 1, entonces se roza en primer lugar el material de aislamiento 13 que cubre la punta del bucle conductor 15, hasta que finalmente está liberada la superficie de la punta del bucle conductor 15. La extensión residual d_{B} de la cabeza del sensor 9 que resulta entonces determina de esta manera el espesor residual remanente de la guarnición de fricción 4, en el que la superficie del bucle conductor puede entrar en contacto con la superficie del disco de freno 1. A partir de este contacto se puede derivar una primera señal de salida del sensor. Si se utiliza a continuación la guarnición de freno, entonces la fricción siguiente de la guarnición de freno conduce a la fricción simultánea del material conductor del bucle conductor 15 hasta que éste se interrumpe. A partir de ello se puede derivar una segunda señal de salida del sensor. Por ejemplo, el bucle conductor del sensor de desgaste 8 podría ser impulsado con una corriente constante y podría realizarse una medición de la tensión.

En el ejemplo de realización mostrado en la figura 2, el bucle conductor 14 está constituido por una primera sección 14A y una segunda sección 14B, que están conectadas entre sí en un punto 17. En la forma de realización preferida como termoelemento, la sección 14A está fabricada de un primer metal y la sección 14B está fabricada de un segundo metal (por ejemplo, una sección de hierro y la otra de constantano). El punto de unión 17 se encuentra en un lugar, en el que debe medirse la temperatura. Como se representa en la figura 2, el punto de unión 17 no tiene que encontrarse en la sección de bucle 15 dirigida hacia el disco de freno 1. Puede ser ventajoso disponer el punto de unión 17 en la posición mostrada en la figura 2, puesto que en una disposición de este tipo no es posible todavía la medición de la temperatura cuando la línea de alimentación 14A está casi totalmente separada en la zona 15. Además, es más sencillo disponer la sección del conductor 14A a una distancia definida (d_{A} - d_{B}) de la superficie exterior de la cabeza del sensor 9 en la zona 18, como sería posible en una disposición del punto de unión 17.

Las figuras 3A, 3B, 4B, 5A y 5B muestran de forma esquemática un fragmento de la disposición de freno de disco en diferentes fases del desgaste de la guarnición de fricción 4, de manera que las figuras 3A, 4A y 5A representan en cada caso el estado de reposo y las figuras 3B, 4B y 5B representan en cada caso el estado durante el proceso de frenado. Las figuras 3A y 3B muestran la guarnición 4 nueva no desgastada todavía sobre el soporte de guarnición 3 en disposición junto al disco de freno 1. El sensor de desgaste 8 se sumerge en la escotadura 10. El sensor de desgaste 8 está fijado de una manera flexible (es decir, móvil o bien desviable) en un elemento de la carcasa de asiento de freno (no se representa en las figuras). La posición de reposo o posición de partida del sensor de desgaste 8 se indica por medio de la línea de trazos 20. Durante el proceso de frenado (figura 3B) se desplaza el soporte de guarnición 3 con guarnición de fricción 4 en la dirección del disco de freno 1, hasta que el lado de fricción de la guarnición de fricción 4 contacta con la superficie 7. El sensor de desgaste 8 no se mueve cuando está en la posición representada a modo de ejemplo en la figura 3B. Evidentemente son concebibles otras formas de realización, en las que el sensor de desgaste 8 se apoya desde el principio en el soporte de guarnición 3 y se mueve junto con éste.

Las figuras 4A y 4B representan la misma disposición, después de que la guarnición de fricción 4 está desgastada en una medida considerable, pero no ha alcanzado todavía su desgaste máximo. La placa de soporte de guarnición 3 se corrige en su posición de partida (figura 4A) de acuerdo con el desgaste creciente de la guarnición de fricción 4, como es habitual en frenos de disco y no debe explicarse aquí en detalle. Como se representa en la figura 4A, el sensor de desgaste 8 se apoya dentro de la escotadura 10 en la placa de soporte de guarnición 3 y está ya desviado en la posición de partida fuera de su posición de reposo 20. Esto se posibilita a través de su fijación flexible. Durante el proceso de frenado (figura 4B) se desvía adicionalmente todavía en la dirección del disco de freno 1.

Las figuras 5A y 5B muestran la misma disposición cuando se alcanza una primera medida del desgaste, en la que el espesor residual de la guarnición de fricción 4 ha alcanzado el espesor mínimo que corresponde a la extensión de la cabeza del sensor de desgaste 8. En la posición de reposo, el sensor de desgaste 8 se apoya en la placa de soporte de guarnición, de manera que su superficie dirigida hacia el disco de freno está alineada con el lado de fricción de la guarnición de fricción 4. Durante el proceso de frenado (figura 5B), la superficie 7 del disco de freno 1 no sólo es rozada en la guarnición de fricción 4, sino también en la superficie del sensor de desgaste 8, con lo que éste es erosionado en esta zona.

La figura 6 muestra una vista esquemática de una parte de la guarnición de freno desde la dirección del disco de freno. El sensor de desgaste 8 fijado de una manera flexible en el elemento de carcasa del asiento de freno se sumerge en la escotadura 10 de la guarnición de fricción 4. La escotadura 10 tiene la forma de una ranura que se extiende sobre todo el espesor de la guarnición de fricción 4, de manera que la ranura se ensancha hacia el fondo. La cabeza de sensor 9 del sensor de desgaste 8 tiene una anchura máxima, que es mayor que la anchura de la ranura 10 en su borde exterior, de manera que la cabeza del sensor no se puede extraer lateralmente fuera de la ranura 10, sino que solamente se puede mover a lo largo de la ranura. Esta disposición se ocupa de que la cabeza del sensor 9 sea retenida siempre en la ranura 10 en la orientación deseada con respecto al disco de freno.

En el marco de la idea de la invención son concebibles numerosas formas de realización alternativas. Por ejemplo, la cabeza del sensor 9 podría estar configurada de forma simétrica rotativa, de tal forma que puede cumplir su función en cada posición de montaje opcional. En lugar del sensor de desgaste 8 en forma de T, puede encontrar aplicación también un sensor de desgaste en forma de L, de manera que el brazo corto de la L forma la cabeza del sensor y apunta sobre el disco de freno 1. En formas de realización alternativas, también es concebible emplear para cada guarnición de freno varios sensores de desgaste del tipo mencionado.

Claims (22)

1. Disposición de freno de disco con un disco de freno (1) y un asiento de freno con dos guarniciones de freno (2) que actúan sobre el disco de freno (1), que comprenden en cada caso una guarnición de fricción (4), aplicada sobre el soporte de la guarnición (3), con un lado de fricción, y con un elemento de carcasa (5) del asiento de freno,

en la que entre una superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) y una superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción de la guarnición de fricción (4) está dispuesto un sensor de desgaste electro-mecánico (8) que detecta el desgaste de la guarnición de fricción (4),

en la que el sensor de desgaste (8) está fijado en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno de tal manera que se sumerge con una cabeza de sensor (9) en un espacio intermedio entre la superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) y la superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción, sin fijarlo en la guarnición de freno (2),

en la que la cabeza del sensor (9) ocupa una extensión predeterminada en la dirección de aplicación del freno y está fijada sobre un soporte de sensor flexible (11) en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno, de tal manera que la cabeza del sensor (9) se puede desviar en la dirección de aplicación del freno y es presionada durante el proceso de frenado por una superficie (6) conectada con el soporte de guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) contra la superficie (7) del disco de freno (1) dirigida hacia el lado de fricción, tan pronto como el desgaste de la guarnición de fricción (4) ha alcanzado una primera medida.

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2. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el soporte de fijación del sensor flexible (11) comprende una barra o un alambre flexible, que está fijado en uno de sus extremos en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno y lleva en su otro extremo la cabeza del sensor (9).

3. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el sensor de desgaste (8) está fijado en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno, de tal manera que la cabeza del sensor (9) es retenida en una orientación predeterminada con respecto al disco de freno (1).

4. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la cabeza del sensor (9) se sumerge en una escotadura (10) existente de la guarnición de fricción (4).

5. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la escotadura (10) es un taladro practicado lateralmente en la guarnición de fricción (4), en la que la superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) se forma por la superficie de limitación del taladro en el lado del soporte de la guarnición.

6. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la escotadura es una ranura (10) que se extiende a través de la guarnición de fricción (4) en todo su espesor, la cual está delimitada sobre un lado por un soporte de la guarnición (3), en la que la superficie (6) conectada con el soporte de la guarnición (3) y dirigida hacia el disco de freno (1) se forma por la superficie del soporte de la guarnición dirigida hacia la guarnición de fricción (4).

7. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la cabeza del sensor (9) es conducida en una dirección del movimiento perpendicular a la superficie (), dirigida hacia la guarnición de fricción (4), del disco de freno (1) desde la ranura (10), estando adaptada la anchura de la cabeza del sensor (9) a la anchura de la ranura (10).

8. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la ranura (10) se ensancha hacia el fondo y el perfil de la sección transversal de la cabeza del sensor (9) está adaptado a la forma de la ranura (10), de tal manera que la cabeza del sensor (9) solamente es móvil en la dirección longitudinal de la ranura (10).

9. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizada porque la cabeza del sensor (9) presenta una zona (18) dirigida hacia el disco de freno (1), que es rozada durante el proceso de frenado por un contacto con el disco de freno (1), después de que el desgaste de la guarnición de fricción (4) ha alcanzado la primera medida.

10. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque se modifica una propiedad detectable del sensor en virtud de la fricción de la zona (18), cuando el desgaste de la guarnición de fricción (4) ha alcanzado una segunda medida.

11. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque se modifica un flujo de corriente a través del sensor de desgaste (8), cuando el desgaste ha alcanzado una segunda medida.

12. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque la primera y la segunda medida son diferentes.

13. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque se modifica una resistencia entre dos conexiones (12) del sensor de desgaste (8), cuando el desgaste ha alcanzado la segunda medida.

14. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la cabeza del sensor (9) contiene un bucle conductor (14) rodeado por una capa aislante (13), en la que el bucle conductor (14) está dispuesto de tal manera que se roza en primer lugar la capa aislante (13), después de que el desgaste ha alcanzado la primera medida, y luego se roza una parte del bucle conductor (14) y de esta manera se interrumpe finalmente después de que el desgaste ha alcanzado la segunda medida.

15. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque la cabeza del sensor (9) presenta al menos otro bucle conductor, que está dispuesto de tal forma que se roza una parte del otro bucle conductor y de esta manera se interrumpe finalmente después de que el desgaste ha alcanzado una tercera medida.

16. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque el elemento de carcasa (5) del asiento de freno comprende una chapa de cubierta que cubre la guarnición de freno (2) y el disco de freno (1).

17. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque el elemento de carcasa (5) del asiento de freno cubre el intersticio entre el soporte de guarnición (3) y el disco de freno (1).

18. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque el elemento de carcasa del asiento de freno es una abrazadera.

19. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque el sensor de desgaste (8) está fijado de forma desprendible en el elemento de carcasa (5) del asiento de freno.

20. Disposición de freno de disco de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque en la cabeza del sensor (9) está contenido adicionalmente un sensor de temperatura.

21. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada porque el sensor de temperatura está formado por una pareja de alambres, que forman un termoelemento, de dos alambres de diferente material.

22. Disposición de freno de disco de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada porque el sensor de temperatura comprende un termoelemento, que se forma por una carcasa metálica del sensor de desgaste y por un alambre guiado allí y conectado en la cabeza del sensor con la carcasa de diferentes materiales.