ES2343038T3 - Sensor de temperatura y de desgaste para instalaciones de freno o de embrague. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la detección de la temperatura y/o el desgaste de una instalación de freno (10), instalación de embrague o similar, que presenta al menos una guarnición de fricción (14) o bien cuerpo de embrague y un cuerpo de freno (12) alojado de forma giratoria, que se pueden llevar a engrane de fricción entre sí para ejercer una acción de freno o bien de embrague, en el que están previstos al menos dos conductores eléctricos, aislados entre sí dentro de la guarnición de fricción (14), de diferente material, que se pueden conectar de forma conductora de electricidad para la formación de un termo elemento a través del cuerpo de freno (12) o bien el cuerpo de embrague, caracterizado porque el dispositivo presenta un circuito oscilante eléctrico, que se puede acoplaren los dos conductores eléctricos (20, 22) y realiza una medición del desgaste de la guarnición de fricción (14) con el circuito oscilante.
Description
Sensor de temperatura y de desgaste para
instalaciones de freno o de embrague.
La invención se refiere a un sensor de
temperatura y a un sensor de desgaste para instalaciones de freno o
de embrague, especialmente para frenos o embragues de vehículos así
como a una instalación de freno configurada con sensores
correspondientes y a un procedimiento para el control de una
instalación de freno o de embrague de este tipo.
Los frenos, tales como los frenos de vehículos
configurados como frenos de disco, están sometidos durante el
proceso de frenado a un calentamiento a veces fuerte. Los
componentes de freno implicados, como por ejemplo la guarnición de
freno y el disco de freno se pueden calentar en este caso a varios
100ºC. Precisamente en los procesos de freno sucesivos de corta
duración, debido a la alta temperatura que predomina en el freno,
no se puede conseguir ya la potencia de frenado necesaria, puesto
que en virtud de la acción de la temperatura, se reduce el
coeficiente de fricción de freno. Este efecto, que se designa como
desvanecimiento (Fading) tiene una gran importancia para la acción
de frenado máxima alcanzable como también para la fiabilidad de la
función del freno.
Un cálculo de la temperatura de frenos de
vehículos se realiza a veces con la ayuda de procedimientos de
estimación que, utilizando un perfil de aceleración o un perfil de
retardo y utilizando el conocimiento del peso del vehículo, se
puede deducir aquella energía que se transforma, durante el proceso
de freno, de energía cinética en energía de fricción. Por medio de
tal balance de energía se pueden sacar finalmente conclusiones
sobre la temperatura de frenado.
Tales procedimientos de estimación no siembre
son, sin embargo, suficientemente exactos. Para un componente
eminentemente importante para la seguridad del vehículo, como el
freno del vehículo, esta circunstancia representa un inconveniente
considerable.
Se conoce a partir del documento DE 199 45 205
A1 un termo elemento para la determinación de la temperatura en una
zona de contacto entre dos cuerpos que están en contacto y
dispuestos relativamente móviles (6, 8) entre sí durante la
mecanización de rectificación. Esta publicación no se refiere, sin
embargo, a la utilización de un termo elemento para la
determinación de la temperatura de una guarnición de fricción o de
un disco de freno. Se refiere más bien al campo técnico de
herramientas de rectificación giratorias y de fresas de
rectificación giratorias y pertenece al sector de la mecanización
de material.
Se conoce a partir del documento EP 0 189 082 A2
una instalación para la medición y/o regulación de una fuerza de
freno, en la que al menos un elemento de medición dependiente de la
temperatura está dispuesto en una instalación de freno y está
prevista una instalación de evaluación, a la que se alimenta la
señal de salida del elemento de medición en función de la
temperatura. En este caso, la instalación de evaluación está
configurada para la generación de una señal de salida dependiente de
los parámetros medidos, con la que se pueden activar
individualmente los frenos individuales, por ejemplo en el eje
delantero y en el eje trasero.
Se conoce a partir del documento EP 0 337 919 B1
un freno con una instalación sensible a la temperatura para la
emisión de una señal, que indica de manera alternativa la
temperatura estacionaria del elemento de fricción de las zapatas de
freno y una temperatura transitoria de la superficie límite del
elemento de fricción/tambor de freno. La instalación sensible a la
temperatura presenta a tal fin una placa metálica erosionable, que
forma un elemento de un punto de medición de termo elemento, que
está fijado en la zapata de freno.
Esta placa metálica está fijada en una
delimitación lateral de la guarnición de freno, y las señales
eléctricas son transmitidas a través de cables libres, conectados
con la placa. Precisamente estos cables conducidos desde el
exterior y libres son especialmente sensibles a averías. Por lo
demás, la colocación lateral de la placa metálica erosionable es
muy intensiva de trabajo como también de tiempo.
Además, se conoce a partir del documento DE 31
27 302 C2 una instalación para la regulación del avance en
automóviles, en la que las guarniciones de freno de los frenos de
las ruedas están provistas con sensores de temperatura, cuyas
señales eléctricas de salida son una medida indirecta para la
temperatura del disco de freno. Los sensores de temperatura están
instalados en este caso en escotaduras de las guarniciones de freno
previstas para el alojamiento de sensores de desgaste o en los
propios sensores de desgaste. Estos sensores de desgaste se pueden
configurar en este caso como termo elementos. Su interrupción
eléctrica o una conexión a masa transmitida a través del disco de
freno dispara una señal de indicación de desgaste.
En el estado de la técnica se conocen, además,
termo elementos superficiales, como se describe, por ejemplo, en el
documento DE 34 11 332 A1.
Tales termo elementos superficiales están
constituidos típicamente por dos conductores eléctricos de
diferentes materiales, aislados eléctricamente uno del otro y que se
extienden paralelamente hasta un lugar de medición de la
superficie. Los dos conductores eléctricos terminan a tope en el
lugar de medición de la superficie bajo la formación de una
superficie frontal plana, que está provista con una guarnición
metálica fina, que conecta de forma conductora eléctrica los dos
conductores.
En virtud de la guarnición metálica fina, tales
termo elementos de superficie presentan una inercia inherente,
puesto que para la medición de una temperatura, esta guarnición
metálica fina debe adaptarse totalmente a la temperatura a
medir.
Además, tales termo elementos de superficie no
son adecuados para la medición de una temperatura de frenos, puesto
que tal elemento se destruiría regularmente a través del desgaste
condicionado por la naturaleza de una guarnición de fricción o se
perjudicaría en su función.
Se conoce, además, a partir de
"Fahrwerktechnik, Bremsdynamik und
Pkw-Bremsanlagen, Manfred Burckhardt, Jörnsen
Reimppel, Vogelverlag 1991, ISBN 3802301846, página 209" un termo
elemento de superficie incrustado en una guarnición de fricción, en
el que el contacto eléctrico entre los dos alambres térmicos forma
el propio disco de freno cuando éste se apoya en la guarnición de
fricción durante el frenado.
Un dispositivo de este tipo se describe también
en el Artículo "Dynamische Temperaturmessung zwischen Bremsbelag
und -Scheibe wärend des Bremsvorganes, M. Bargende, R. G. Pütter,
Informes VDI Nº 632, 1987, páginas 283 a 299".
Todas las instalaciones de sensores conocidas en
el campo del embrague o del freno tienen en común o bien que la
temperatura y el desgaste deben determinarse, respectivamente, con
elementos sensores individuales previstos para ello o que, como en
el documento EP 0 189 082, el desgaste se calcula a partir de la
temperatura medida. Los procedimientos conocidos para la medición
del desgaste de la guarnición de fricción se basan, además,
solamente en la detección de un límite predeterminado de desgaste.
Con el dispositivo conocido actualmente no es posible una
determinación gradual, continua y cuantitativa del desgaste del
freno o del embrague.
Por lo tanto, la presente invención tiene el
cometido de proporcionar una medición fiable y al mismo tiempo de
coste favorable de la temperatura de una instalación de freno o de
embrague, que presenta, además, una alta medida de exactitud.
Además, el objetivo de la invención es
proporcionar con la ayuda de los sensores de temperatura y de
desgaste mejorados y más exactos una instalación de freno o de
embrague multifuncional así como un procedimiento correspondiente
para el funcionamiento de una instalación de freno o de embrague de
este tipo.
El cometido en el que se basa la invención se
soluciona por medio de un dispositivo para la detección de la
temperatura y/o el desgaste de una instalación de freno de embrague
de acuerdo con la reivindicación 1 de la patente así como por medio
de una instalación de freno o de embrague de acuerdo con la
reivindicación 7 de la patente y por medio de un procedimiento para
el control de una instalación de freno o de embrague de acuerdo con
la reivindicación 10 de la patente. Otras formas de realización
ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones
dependientes respectivas.
El dispositivo de acuerdo con la invención está
previsto para la detección de la temperatura y/o del desgaste de
una instalación de freno o de embrague. En el caso de la instalación
de freno, está prevista al menos una guarnición de fricción, como
por ejemplo un cuerpo de freno alojado de forma giratoria, como por
ejemplo un disco de freno. El cuerpo de freno y la guarnición de
fricción se pueden llevar a engrane de fricción durante el proceso
de frenado para ejercer una acción de freno.
Durante el proceso de frenado, las superficies
de fricción de la guarnición de fricción y la superficie de
fricción prevista opuesta del cuerpo de freno entran en contacto con
preferencia sobre toda la superficie de la guarnición de fricción,
de manera que se puede conseguir una fricción lo más grande posible
entre la guarnición de fricción y el cuerpo de freno, que conduce
de nuevo a un efecto de frenado alto.
Típicamente, la guarnición de fricción es
desplazable en dirección axial con respecto al cuerpo de freno
alojado de forma giratoria o giratorio, de manera que la fuerza de
freno o bien la fuerza de fricción entre el cuerpo de freno y la
guarnición de freno se puede adaptar de forma variable.
Dentro de la guarnición de fricción, están
previstos al menos dos conductores eléctricos aislados uno del otro
de diferente material, que se pueden conectar eléctricamente a
través del cuerpo de freno para la formación de un termo elemento.
De acuerdo con ello, la instalación de freno presenta un termo
elemento inherente, cuyos componentes individuales, a saber, dos
conductores eléctricos de diferentes materiales y su conexión
conductora de electricidad, están dispuestos en diferentes
componentes que interactúan mecánicamente entre sí de la
instalación de freno, a saber, la guarnición de fricción y el cuerpo
de freno o bien están alojados en éstos.
A este respecto, está previsto que los dos
conductores eléctricos, que están constituidos con preferencia por
materiales de diferente aleación o por diferentes aleaciones de
metal, terminen en una superficie frontal plana, a saber, la
superficie de fricción de la guarnición de fricción. Dentro de la
guarnición de fricción no existe ningún contacto eléctrico entre
los dos conductores eléctricos. Están aislados eléctricamente uno
del otro dentro de la estructura de la guarnición de fricción.
Para la formación del termo elemento, que
requiere una conexión eléctrica de los dos conductores, de acuerdo
con la invención, está previsto un cuerpo de freno, como por ejemplo
un disco de freno, del que al menos la superficie de fricción que
se puede engranar con la guarnición de fricción está constituida por
material conductor de electricidad o está recubierta con al
material al menos con un espesor mínimo de capa.
De esta manera, se proporciona un termo elemento
de desgaste para una instalación de freno, la cual permanece, sin
embargo, totalmente funcional todavía cuando existe un desgaste
progresivo. Al mismo tiempo, de acuerdo con la invención -a
diferencia del documento DE 34 11 332 A1- se posibilita una medición
directa de la temperatura, puesto que la conexión conductora entre
los dos conductores eléctricos del termo elemento es proporcionada
precisamente por aquel componente del freno, cuya temperatura debe
medirse con el termo elemento de acuerdo con la invención.
A diferencia de los termo elementos
superficiales convencionales, no es necesaria una adaptación térmica
de la guarnición metálica fina que conecta eléctricamente los dos
conductores. Por lo tanto, la inercia del termo elemento de acuerdo
con la invención es insignificantemente reducida.
De la misma manera, las señales eléctricas que
se pueden obtener a través de los dos conductores eléctricos
permiten sacar conclusiones sobre la temperatura en la superficie de
fricción de la guarnición de fricción. El termo elemento integrado
en la pareja de fricción, a saber, la guarnición de fricción y el
cuerpo de freno, posibilita de esta manera una medición inmediata
de la temperatura directamente en la interfaz entre las superficies
de fricción que rozan entre sí del freno. La temperatura se puede
medir directamente en aquel lugar, en el que el calor de fricción
se genera durante el proceso de frenado.
Esta medición se realiza de forma casi
totalmente independiente de los cuerpos o elementos conductores de
calor que -como es habitual a veces en el estado de la técnica-
deben conducir el calor, que se genera en la superficie límite
entre la guarnición de fricción y el cuerpo de frenado, hacia un
sensor térmico dispuesto alejado de la misma.
Los primeros ensayos han mostrado que a través
del cierre de los termo elementos sobre el disco de freno, se
acorta en una medida significativa el tiempo de reacción del sensor
al intervalo de milisegundos. Con el sensor de temperatura de
acuerdo con la invención se pueden detectar, por lo tanto, picos de
temperatura y los llamados puntos calientes, es decir, manchas
sobre el disco de freno.
Además, el dispositivo de acuerdo con la
invención se puede realizar con coste relativamente favorable y
solamente con pocas etapas de trabajo. De esta manera, solamente
durante la fabricación de la guarnición de fricción deben
introducirse al menos dos conductores eléctricos en su estructura.
Estos dos conductores eléctricos son conducidos con preferencia
sobre la placa de soporte de la guarnición desde la guarnición de
fricción y son conectados con una unidad de evaluación o unidad de
control prevista para ello.
El otro extremo de los dos conductores termina
enrasado con la superficie de fricción de la guarnición de fricción
y durante el proceso de frenado entra en contacto eléctrico con el
cuerpo de freno, como por ejemplo el disco de freno.
Por lo tanto, durante el proceso de frenado se
puede medir incluso un intervalo de temperatura creciente casi sin
demora de tiempo y se puede transmitir durante el montaje en un
automóvil al conductor o a una electrónica de a bordo.
De manera correspondiente, se puede sustituir el
sensor de acuerdo con la invención para el cálculo de la
temperatura y del desgaste de la guarnición de fricción o bien de la
guarnición de embrague en instalaciones de embrague.
En particular, está previsto que los dos
conductores de electricidad se puedan acoplar en un circuito
oscilante eléctrico, de manera que a través del mismo se puede
realizar una medición del desgaste de la guarnición de fricción. La
impedancia dependiente de la longitud de los dos conductores
eléctricos permite sacar conclusiones directamente sobre su
longitud y, por lo tanto, sobre el espesor restante de la guarnición
de fricción o de embrague. El grado de utilización o de desgaste de
la guarnición de fricción se puede medir de esta manera de forma
continua con la ayuda de los dos conductores eléctricos del termo
elemento.
Por lo tanto, la invención proporciona un
dispositivo universal para la detección tanto de la temperatura
como también de un grado de desgaste de una guarnición de
fricción.
De acuerdo con una primera forma de realización
de la invención, los al menos dos conductores eléctricos o parejas
de conductores eléctricos se extienden dentro de la guarnición de
fricción esencialmente paralelos entre sí. De esta manera, se
garantiza que la distancia de los dos conductores eléctricos no se
modifique tampoco en el caso de un desgaste de la guarnición de
fricción. De este modo, las variables del termo elemento decisivas
para la detección de la temperatura se mantienen esencialmente
constantes también en caso de desgaste progresivo.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida de la invención, está previsto que los al menos dos
conductores eléctricos se extiendan esencialmente paralelos a la
perpendicular de la superficie de fricción del cuerpo de freno o
bien del cuerpo de embrague. En esta forma de realización, los
extremos de los conductores eléctricos terminan con sus superficies
frontales enrasados en la superficie de fricción de la guarnición
de fricción o bien de la guarnición de embrague, cuya superficie de
fricción se extiende, para la consecución de un efecto máximo de
frenado, naturalmente, paralela a la superficie de fricción del
cuerpo de freno o bien para la consecución de una unión máxima por
fricción paralelamente a la superficie de fricción del cuerpo de
embrague.
La disposición vertical de los conductores
eléctricos del termo elemento con respecto a las superficies de
fricción tiene especialmente la ventaja de que el trayecto, a lo
largo del cual deben conducirse los conductores eléctricos a través
de la guarnición de fricción, es lo más reducido posible.
Alternativamente a la disposición vertical de
conductores eléctricos y las superficies de fricción de la
guarnición de fricción y el cuerpo de freno o bien el cuerpo de
embrague, se puede seleccionar evidentemente también una
disposición paralela entre sí, pero que se extiende inclinada con
respecto a la perpendicular de la superficie de fricción, de los
dos conductores eléctricos. En tal configuración, se puede
incrementar un poco la porción del área de la sección transversal
de los conductores eléctricos en la superficie de fricción de la
guarnición de fricción, lo que puede conducir a veces a una
sensibilidad más elevada del termo elemento.
De acuerdo con otra forma de realización
ventajosa de la invención, está previsto que para la medición de
una distribución espacial de la temperatura estén previstas varias
parejas de conductores eléctricos, respectivamente, de diferentes
materiales dentro de la guarnición de fricción en diferentes
lugares. De esta manera se puede registrar una temperatura
distribuida en diferentes posiciones sobre la superficie de fricción
de la guarnición de fricción y se puede evaluar de manera
correspondiente. Partiendo de una distribución de la temperatura
medida con resolución local sobre la superficie de fricción se
pueden sacar conclusiones sobre el estado y el grado de desgaste de
la guarnición de fricción.
De acuerdo con otra forma de realización
preferida, está previsto que los conductores eléctricos dispuestos
en la guarnición de fricción se desgasten en la operación de frenado
en común con la guarnición de fricción. De esta manera se asegura
que los extremos de los dos conductores eléctricos, dirigidos hacia
el cuerpo de freno o el cuerpo de embrague, desemboquen siempre
enrasados en la superficie y con su lado frontal en la superficie
de fricción. Los dos conductores eléctricos, que se extienden con
preferencia perpendicularmente a la placa de soporte y
perpendicularmente a las superficies de fricción de los elementos de
freno o bien de los elementos de embrague, posibilitan, a pesar de
un desgaste considerable una medición y detección precisas así como
fiables de la temperatura y del grado de desgaste.
De acuerdo con otro aspecto independiente, la
invención se refiere a una instalación de freno con al menos una
instalación de freno o una instalación de embrague con una
instalación de embrague, que presenta al menos un dispositivo de
acuerdo con la invención para la detección de la temperatura y/o del
desgaste de la instalación de freno y/o de embrague. Además, para
la instalación de freno está prevista una unidad de control para la
detección de un estado de funcionamiento de cada instalación de
freno, que está configurada, en función del estado de
funcionamiento calculado en cada caso de las instalaciones de freno,
para la adaptación individual de parámetros de freno para cada
instalación de freno.
Tal instalación de freno está prevista
especialmente para automóviles con varias instalaciones de freno
individuales, que están dispuestas, por ejemplo, respectivamente en
una de las cuatro ruedas. Las señales de una detección con sensor
separada de la temperatura de los componentes del freno y/o de un
eventual grado de desgaste se transmiten en este caso a la unidad
de control. En función de las temperaturas y/o grados de desgaste
calculados se puede realizar, por lo tanto, una activación
individual de las instalaciones de freno individuales, de manera
que éstas son solicitadas en último término de la manera más
uniforme posible y se desgastan de la manera más homogénea
posible.
Si se calcula, por ejemplo, que una o incluso
dos de las instalaciones de freno presentan una temperatura
elevada, entonces se puede prever que se reduzca la presión de
frenado sobre estas instalaciones de freno, mientras que de una
manera correspondiente se eleva, en caso necesario, la presión de
frenado sobre las restantes instalaciones de freno con temperatura
más reducida.
A través del cálculo separado de la temperatura
que predomina realmente en los diferentes frenos de un automóvil
se puede adaptar una distribución de la fuerza de freno del vehículo
de tal forma que el freno más frío es solicitado más fuertemente,
mientras que para frenos más calientes o bien templados está
prevista una descarga. De esta manera, se puede optimizar, en
general, la acción de freno sobre el vehículo.
De acuerdo con un desarrollo, está previsto
especialmente que el estado de funcionamiento de una instalación de
freno comprenda al menos la temperatura y/o el grado de desgaste de
la guarnición de fricción y/o de un cuerpo de freno, como por
ejemplo el disco de freno. Los parámetros de freno, entre ellos
especialmente la presión de frenado, se determinan para cada freno
del vehículo de forma individual y en función de los parámetros del
estado de funcionamiento calculados anteriormente, a saber, la
temperatura actual y/o el grado de desgaste actual de una
guarnición de freno o bien de un disco de freno.
De acuerdo con un desarrollo de la invención,
está previsto que la unidad de control de la instalación de freno
esté configurada para la regulación y/o ajuste de una presión de
frenado máxima aplicable y/o para el ajuste de un intersticio de
aire entre la guarnición de fricción y el cuerpo de freno. Tal
mecanismo de control está previsto especialmente para instalaciones
de freno que pueden ser activadas electro hidráulicamente.
Así, por ejemplo, el termo elemento formado por
el disco de freno y la guarnición de fricción no sólo se puede
utilizar para el cálculo de una temperatura o bien de un desgaste de
la guarnición de fricción. En su lugar, sirve también como
transmisor de señales, en el sentido de si existe un contacto
mecánico entre el disco de freno y la guarnición de fricción. El
sensor de desgaste y de temperatura puede funcionar, por lo tanto,
también como transmisor de contacto, para resbalar en seco, por
ejemplo, cuando la calzada está mojada por la lluvia, los discos de
freno a través de la aproximación cuidadosa de las guarniciones de
freno. Esto contribuye de manera preventiva a que no se reduzca la
acción de freno cuando los discos de freno están húmedos.
De acuerdo con otro aspecto independiente, la
invención se refiere a un procedimiento para el control de una
instalación de freno, en el que se calcula en primer lugar un
desgaste de al menos una guarnición de fricción de una instalación
de freno y/o se calcula la temperatura de al menos una instalación
de freno con la ayuda del sensor de acuerdo con la invención. De
acuerdo con ello, en función de los parámetros calculados del
estado de funcionamiento, con preferencia el desgaste y/o la
temperatura, se calculan parámetros individuales de frenado, como
por ejemplo la presión de frenado o un posicionamiento de las
guarniciones de freno. Por último, se activan las instalaciones de
freno en función de los parámetros de freno determinados
individualmente para cada instalación de freno y/o se accionan de
manera correspondiente en caso necesario.
La realización de la medición del desgaste se
lleva a cabo con preferencia al comienzo del funcionamiento cuando
-suponiendo un tiempo de parada definido- se puede partir de una
instalación de freno o también de embrague fría. A través de tal
medición se obtiene una especie de valor de referencia, que se puede
utilizar para una adaptación de valores, que han sido determinados
bajo la acción de la temperatura. Tal medición en frío posibilita
de esta manera una calibración suficiente de la instalación de freno
o bien de los sensores de desgaste y/o de temperatura.
Los sensores de temperatura o de desgaste de
acuerdo con la invención están previstos especialmente para frenos
de automóviles, pero se pueden utilizar, en general, también de la
misma manera como una instalación de freno basada en ello también
en otros campos de aplicación para dispositivos de freno, tal como
para máquinas de imprenta o también para dispositivos de
embrague.
Otros objetivos, características así como
posibilidades de aplicación ventajosas de la presente invención se
deducen a partir de la descripción siguiente de un ejemplo de
realización con la ayuda de los dibujos. En este caso, todas las
características descritas y/o representadas gráficamente en su
combinación conveniente forman el objeto de la invención; también
independientemente de las reivindicaciones y su referencia.
En este caso:
La figura 1 muestra una representación
esquemática en sección a través de una instalación de freno con un
sensor combinado de desgaste y de temperatura, y
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de
una instalación de freno con, en total, cuatro instalaciones de
freno y una unidad de control.
El dispositivo de freno 10 de acuerdo con la
figura 1 presenta un disco de freno 12 alojado de forma giratoria y
una guarnición de fricción 14 que engrana con el disco de freno 12,
que está dispuesta de nuevo en una placa de soporte de guarnición
16. Para el ejercicio de una acción de frenado, la guarnición de
freno, que está constituida por la placa de soporte de la
guarnición 16 y la guarnición de fricción 14, es presionada hacia
arriba contra el disco de freno 12 giratorio, de manera que las
superficies de fricción planas del disco de freno 12 y de la
guarnición de fricción 14 rozan entre sí para aplicar la fuerza de
fricción necesaria para el frenado.
Desde el lado trasero, en la representación
según la figura 1 desde el lado inferior, se conducen dos
conductores eléctricos 20, 22 a través de la guarnición de freno 14.
Estos conductores eléctricos 20, 22, que están constituidos de
diferentes materiales, terminan con su lado frontal enrasados con la
superficie de fricción de la guarnición de fricción 14. Los dos
conductores eléctricos 20, 22 forman junto con el disco de freno 12
configurado de forma conductora de electricidad o al menos
recubierto en una medida suficiente con un material conductor, un
termo elemento.
Los dos conductores eléctricos 20, 22 están
formados de diferentes materiales, tal como por ejemplo de
diferentes metales o de diferentes aleaciones de metales o
similares. Dentro de la guarnición de fricción 14 así como en la
zona de la conducción a través de la placa de soporte de la
guarnición 16, los dos conductores 20, 22 están aislados
eléctricamente uno del otro. Una conexión conductora entre ellos
solamente se establece finalmente para la capa de fricción del
disco de freno 12.
El contacto eléctrico entre los dos conductores
eléctricos 20, 22 existe especialmente cuando la instalación de
freno 10 es activada y la guarnición de fricción 14 engrana con
efecto de fricción con el disco de freno 12.
Los dos conductores eléctricos 20, 22 no sólo
forman un termo elemento, sino que pueden encontrar aplicación
también en caso de contacto correspondiente con un circuito
oscilante eléctrico para la determinación del espesor de la capa de
fricción 14. Por medio de un circuito oscilante no representado aquí
explícitamente se puede determinar, en efecto, la impedancia de los
dos conductores eléctricos 20, 22, lo que permite sacar
conclusiones sobre la longitud de los conductores 20, 22 que se
desgastan junto con la guarnición de fricción 14 y, por lo tanto,
también conclusiones sobre el espesor restante de la guarnición.
De esta manera, en este tipo de instalación de
freno 10 se puede determinar con medios relativamente sencillos
tanto la temperatura como también un desgaste de los componentes de
freno 12, 14 de manera continua, precisa y con coste favorable.
Además, apenas se perjudica la medición de la temperatura o la
medición del desgaste por una utilización o por un desgaste de la
guarnición de fricción 14. Tanto el sensor de temperatura como
también el sensor de desgaste permanecen totalmente intactos hasta
un espesor mínimo admisible de la guarnición.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de
una instalación de freno, que presenta, en total, cuatro
instalaciones de freno 30, 40, 60, 70. Una instalación de freno de
este tipo está prevista, por ejemplo, para un automóvil de cuatro
ruedas. Cada instalación de freno 30, 40, 60, 70 prevista,
respectivamente, para una rueda está conectada eléctricamente con
una unidad de control central 50. A través de las vías de señales
32, 42, 62, 72 se transmiten las señales de la temperatura o las
señales de desgaste de la instalación de freno 30, 40, 60, 70
respectiva a la unidad de control 50. Con la ayuda de los datos de
medición calculados, ésta puede determinar ahora diferentes
parámetros de frenado para la homogeneización de una carga de los
frenos y adaptados a las instalaciones de freno 30, 40, 60, 70
respectivas, que se pueden transmitir a través de las vías de
señales 34, 44, 64, 74 a las instalaciones de freno 40, 30, 60, 70
respectivas.
Con preferencia, las instalaciones de freno 30,
40, 60, 70 individuales se pueden activar y regular por separado,
para activarlas según su grado de desgaste o de carga. La unidad de
control 50 se puede integrar, por ejemplo, en un control ESP, para
posibilitar una adaptación de la presión de frenado en función de la
temperatura de frenado o de la solicitación de frenado. De esta
manera, se puede reducir un desvanecimiento de frenado que es
crítico para la seguridad.
El objetivo de esta activación es, además,
calentar todos los frenos del vehículo de una manera uniforme de
acuerdo con su tipo de construcción, con lo que se puede retrasar
temporalmente o incluso prevenir un fallo de instalaciones de freno
individuales. A los frenos especialmente muy solicitados se pueden
asignar, por ejemplo, intervalos de tiempo más largos para una
refrigeración. Además, es posible que a través de una
homogeneización y una igualación de las cargas de freno y del
desgaste de los frenos se pueda impedir también de manera efectiva
un chirrido de los frenos, de manera que, en último término, resulta
una comodidad de frenado más elevada.
- 10
- Instalación de freno
- 12
- Disco de freno
- 14
- Guarnición de freno
- 16
- Placa de soporte de la guarnición
- 20
- Conductor eléctrico
- 22
- Conductor eléctrico
- 30
- Instalación de freno
- 32
- Trayectoria de la señal
- 34
- Trayectoria de la señal
- 40
- Instalación de freno
- 42
- Trayectoria de la señal
- 44
- Trayectoria de la señal
- 50
- Unidad de control
- 60
- Instalación de freno
- 62
- Trayectoria de la señal
- 64
- Trayectoria de la señal
- 70
- Instalación de freno
- 72
- Trayectoria de la señal
- 74
- Trayectoria de la señal
Claims (10)
1. Dispositivo para la detección de la
temperatura y/o el desgaste de una instalación de freno (10),
instalación de embrague o similar, que presenta al menos una
guarnición de fricción (14) o bien cuerpo de embrague y un cuerpo
de freno (12) alojado de forma giratoria, que se pueden llevar a
engrane de fricción entre sí para ejercer una acción de freno o
bien de embrague, en el que están previstos al menos dos conductores
eléctricos, aislados entre sí dentro de la guarnición de fricción
(14), de diferente material, que se pueden conectar de forma
conductora de electricidad para la formación de un termo elemento a
través del cuerpo de freno (12) o bien el cuerpo de embrague,
caracterizado porque el dispositivo presenta un circuito
oscilante eléctrico, que se puede acoplaren los dos conductores
eléctricos (20, 22) y realiza una medición del desgaste de la
guarnición de fricción (14) con el circuito oscilante.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque los al menos dos conductores
eléctricos (20, 22) se extienden esencialmente paralelos entre sí
dentro de la guarnición de freno (14).
3. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al
menos dos conductores eléctricos (20, 22) se extienden
esencialmente paralelos a la perpendicular de la superficie de
fricción del cuerpo de freno (12) o bien del cuerpo de embrague.
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los al
menos dos conductores eléctricos (20, 22) terminan enrasados con la
superficie de fricción de la guarnición de fricción (14).
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la
medición de una distribución espacial de la temperatura están
previstas parejas de conductores eléctricos (20, 22) dentro e la
guarnición de fricción (14) en diferentes lugares.
6. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
conductores eléctricos (20, 22) previstos en la guarnición de
fricción (14) se desgastan en la operación de frenado y en la
operación de embrague, respectivamente, junto con la guarnición de
fricción (14).
7. Instalación de freno con al menos una
instalación de freno (30, 40, 60, 70), que presenta al menos un
dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque está prevista al menos una unidad de
control (50) para la detección de un estado de funcionamiento de la
al menos una instalación de freno (30, 40, 60, 70), que está
configurada, en función del estado de funcionamiento calculado en
cada caso, para la adaptación individual de parámetros de frenado
para la al menos una instalación de freno (30, 40, 60, 70).
8. Instalación de freno de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizada porque el estado de
funcionamiento de una instalación de freno (30, 40, 60, 70)
comprende al menos la temperatura y/o el grado de desgaste de una
guarnición de fricción (14) y/o de un cuerpo de freno (12).
9. Instalación de freno de acuerdo con una de
las reivindicaciones anteriores 7 u 8, caracterizada porque
la unidad de control (50) está configurada para la regulación o
ajuste de una presión de frenado máximo admisible y/o de un
intersticio de aire entre la guarnición de fricción (14) y el cuerpo
de freno (12).
10. Procedimiento para el control de una
instalación de freno de acuerdo con una de las reivindicaciones
anteriores 7 a 9, caracterizado por las etapas:
- -
- calcular un desgaste de al menos una guarnición de freno (14) de la instalación de freno (10; 30, 40, 60, 70) por medio de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,
- -
- calcular una temperatura de al menos una instalación de freno (10, 30, 40, 60, 70) por medio de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,
- -
- determinar parámetros individuales de frenado para la al menos una instalación de freno (10; 30, 40, 60, 70) en función de los parámetros de desgaste y/o temperatura calculados para cada instalación de freno (10; 30, 40, 60, 70),
- -
- activar y accionar la al menos una instalación de freno (10; 30, 40, 60, 70) en función de los parámetros de frenado determinados individualmente para la al menos una instalación de freno (10; 30, 40, 60, 70).
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