ES2534710A1 - Medidor de desgaste de superficies metálicas - Google Patents

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Abstract

Medidor de desgaste de superficies metálicas, especialmente diseñado para ser aplicado en la medida de desgaste en discos de freno de vehículos como coches, trenes, etc. Comprende al menos un cabezal medidor (1) con al menos un láser medidor (4) destinado a tomar medidas de la superficie metálica, un motor (5) destinado a permitir el desplazamiento de al menos el láser medidor (4), una placa de control para manejar los datos de medida obtenidos y unos medios de acoplamiento a la superficie metálica. Además comprende una guía (10) destinada a asegurar la estabilidad del cabezal medidor (1) o del láser medidor (4) cuando se desplaza sin los demás elementos del cabezal medidor (1). Y comprende también un sistema de recepción y representación que comprende un puerto de comunicaciones en el que se reciben los datos desde la placa de control del cabezal medidor (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Medidor de desgaste de superficies metálicas.
OBJETO DE LA INVENCIÓN 5
La presente invención se puede incluir en el campo técnico de los medidores de desgaste de superficies, concretamente superficies metálicas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 10
En la actualidad no se conoce ningún aparato que permita controlar el desgaste de superficies metálicas como los discos de freno de un vehículo. Actualmente, el desgaste del disco de freno no se mide prácticamente en ningún vehículo.
15
En los vehículos en los que sí se realiza un estudio del desgaste de los frenos se procede apoyando un objeto rígido y liso (como por ejemplo una regla) en los extremos del disco de freno (porque los extremos de los discos no se desgastan ya que las pastillas de freno nunca los tocan), el operario comprueba de manera visual el punto en el que considera que hay una mayor distancia entre la regla y el disco de freno que se está evaluando en ese momento, en ese punto 20 se mide la distancia desde el objeto apoyado en los extremos del disco de freno la superficie del disco (esta medida se realiza con un pie de rey) y si esta medición es superior al límite de desgaste establecido por la norma técnica a aplicar se produce la sustitución.
Esta manera de realizar las mediciones lleva asociados muchos posibles defectos que pueden 25 provocar que las medidas no sean fiables o sean erróneas. Por ejemplo, el objeto a apoyar puede que no sea todo lo recto que debería ser pero que esta desviación no se aprecie a simple vista. Asimismo ocurre que el punto de más distancia desde el objeto al disco de freno es subjetivo y depende del operario que esté realizando la medida. Es posible que dos operarios diferentes eligieran puntos diferentes para realizar dicha medida. 30
Además sostener sin que se mueva el objeto que sirve de guía para realizar la medición mientras se está manipulando el pie de rey puede resultar bastante incómodo y difícil.
El orden de las medidas que hay que tomar es de unos pocos milímetros por lo que la medida debe ser muy precisa. Un error de apreciación de la medida de 1 mm puede suponer entre un 35 20% y un 40% de error, lo que invalidaría totalmente la medida realizada. En ese caso no serviría de nada haber hecho la comprobación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
40
La presente invención propone un medidor de desgaste de superficies y más concretamente superficies metálicas. En una realización preferente de la invención el medidor está diseñado para medir el desgaste de discos de freno de cualquier tipo de vehículo (trenes, coches, aviones, etc.).
45
El medidor de desgaste de la presente invención permite detectar todas las irregularidades que pueden aparecer durante el proceso de desgaste de la vida útil de una superficie metálica, y concretamente de los discos de freno de un vehículo.
En una realización de la invención el medidor comprende unas regletas con unos imanes de 50 neodimio dispuestos en ellas que permiten sujetar el medidor a la superficie de estudio (los discos de freno en una realización preferente). Adicionalmente comprende una guía sobre las
que se desplaza, mediante un motor, al menos un láser medidor que va realizando la medición de la superficie de un extremo a otro y, mediante un microprocesador, enviando todos los datos recogidos a un procesador externo. Dicho procesador externo puede actuar como panel de control del medidor.
5
La comunicación entre el láser que toma las medidas y el procesador en el que se analizan los datos se realiza preferentemente por Bluetooth aunque podría realizarse mediante cualquier otro tipo de comunicación.
En el procesador, que es donde se analizan los datos, es donde se obtiene una gráfica que 10 representa la superficie medida por el láser y que permite estudiar el desgaste de la superficie.
La aplicación más destacada la presente invención es medir el desgaste producido en los discos de freno de vehículos por el uso continuado de los mismos. También sirve para detectar irregularidades en el desgaste por parte de las pastillas de freno. Los datos de medida 15 obtenidos se envían a un procesador donde se representan en una gráfica para que la interpretación sea sencilla y permita actuar de la forma más adecuada.
Así pues la presente invención es un sistema de medición automático de superficies metálicas y más concretamente de las superficies de discos de freno para determinar el estado actual de 20 los mismos.
Este aparato medidor permite suplir la carencia que hay actualmente de aparatos para medir de forma fiable el desgaste de los discos de freno ya que actualmente esto se hace de forma manual. Como las medidas que se realizan son de menos de 5 mm el método actual de toma 25 de medidas aporta demasiados errores como para poder considerar fiables dichas medidas.
El medidor de desgaste de superficies de la presente invención es muy versátil para poder ser empleado en diferentes superficies. Además se ha tenido en cuenta que cuando se emplea para medir el desgaste de discos de freno cada vehículo que lleva incorporados dichos discos 30 de freno tiene sus propias características de montaje y que el medidor debe servir para todas ellas.
En una realización de la invención el cabezal medidor es un bloque móvil en el que se disponen todos los elementos que lo componen y dicho bloque móvil se desplaza por encima 35 de la guías para realizar las mediciones de la superficie metálica. Preferentemente el motor está montado sobre un tornillo sin fin sobre el que se desplaza, arrastrando consigo todo el cabezal medidor.
En otra realización de la invención todos los elementos descritos están posicionados en un 40 extremo de las guías donde se mantienen fijos y el único elemento que se desplaza por la guía es el láser medidor de distancia. En este caso el láser medidor recibe la alimentación y los datos a través de una pequeña cinta plana doblada, suficientemente larga para abarcar todo el recorrido de la guía.
45
Las partes que componen el medidor son el cabezal medidor (que comprende todos los elementos anteriormente descritos), la guía sobre las que se desplaza al menos el láser medidor (preferentemente se desplaza todo el cabezal medidor) y el sistema de recogida y representación de datos.
50
La máquina puede ir unida a la superficie metálica mediante una serie de imanes, aprovechando las propiedades magnéticas de los metales. También se pueden incorporar a los
extremos de la máquina unas pinzas para realizar una sujeción mecánica del conjunto a la superficie metálica.
El sistema de recogida y representación de datos comprende un microprocesador capaz de gestionar todos los elementos del medidor y un puerto de comunicaciones destinado a recibir 5 todos los datos enviados desde el láser de medida para tratarlos.
Este sistema de recogida y representación de datos permite obtener una gráfica en la que se muestra el perfil medido por el aparato, pudiendo verificar al momento si la superficie medida está en buenas condiciones. 10
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de 15 realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del medidor sin carcasa.
20
Figura 2.- Muestra una vista en una perspectiva diferente del medidor de la figura 1.
Figura 3.- Muestra una vista de perfil del medidor.
Figura 4.- Muestra una vista del medidor con carcasa. 25
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación se describe, con ayuda de las figuras 1 a 4, una realización preferente de la invención a modo ilustrativo y no limitativo. 30
El medidor de desgaste de superficies de la presente invención comprende esencialmente un cabezal medidor (1), una guía (10) y un sistema de recogida y representación de datos.
En un ejemplo de realización, el cabezal medidor (1) comprende un conjunto de elementos 35 entre los que están unas baterías (que puede ser por ejemplo un bloque de 6 celdas de litio de 3.7 V y 1000 mhA conectadas en serie para producir una tensión de 22.2 V), un conector para poder cargar dichas baterías mediante un cargador externo y un interruptor para gestionar el encendido y apagado del medidor. Estos elementos no se han representado en las figuras para mayor claridad de éstas. 40
Asimismo el cabezal medidor (1) comprende un láser (4) medidor de distancia, que envía al sistema de recogida de datos una señal de tensión proporcional a la distancia medida. También comprende un motor (5) que preferentemente es un motor (5) no cautivo montado sobre un tornillo sin fin (6) sobre el que se desplaza. 45
Otros elementos del cabezal medidor (1) son una placa de comunicación para realizar la comunicación con el dispositivo externo (preferentemente mediante bluetooth) y una placa de control que comprende al menos un microprocesador, unos reguladores de tensión y un relé y que permite coordinar entre sí todos los elementos del cabezal medidor (1). 50
En una realización de la invención el cabezal medidor (1) comprende un bloque móvil sobre el
que están dispuestos todos los elementos que lo conforman. El cabezal medidor (1) se desplaza, además de por el tornillo sin fin (6) (ya que el motor se desplaza sobre dicho tornillo), por una guía (10) que permite asegurar la dirección de movimiento y que el cabezal medidor (1) no se incline. Así se garantiza que las mediciones realizadas son fiables y no hay errores de desplazamiento. 5
El cabezal medidor (1) puede llevar adicionalmente una pletina (14) del mismo ancho que el bloque móvil y comprende un orificio a través del que se desplaza sobre la guía (10) que permite establecer la dirección de desplazamiento del cabezal medidor (1) de la manera más lineal posible. En una realización de la invención el cabezal medidor (1) comprende un 10 rodamiento lineal (9) en el orificio de la pletina (14) para facilitar el desplazamiento sobre la guía (10).
La placa de control del cabezal medidor (1) comprende unos reguladores de tensión que permiten obtener la tensión necesaria para alimentar todos los elementos del cabezal medidor 15 (1). Comprende además un microprocesador que permite controlar el correcto funcionamiento del medidor y establecer la comunicación con el sistema de recogida y representación de datos.
El microprocesador cambia la polaridad de la corriente de alimentación del motor (5) en función 20 de si se tiene que desplazar de un lado a otro por el tornillo sin fin (6). Asimismo gestiona la activación del láser (4) medidor y adapta la tensión de retorno de éste a una entrada adecuada mediante un divisor de tensión que lleva incorporado.
En una realización preferente de la invención el diámetro del haz de láser es de 1 mm que 25 garantiza una buena resolución en la medición de superficies.
En otra realización de la invención el cabezal móvil (1) no tiene todos los elementos dispuestos en un bloque móvil sino que se disponen todos los elementos en un extremo de la guía (10) y solo se desplaza por ella el láser (4) medidor. En este caso el medidor comprende una cinta 30 que es lo suficientemente larga para abarcar todo el recorrido de la guía (10) y que permite alimentar el láser (4) medidor y que éste envíe los datos que recoge durante su desplazamiento.
El medidor comprende unos medios de acoplamiento a la superficie metálica que 35 preferentemente son unos imanes (8) que están dispuestos en unas regletas (2). En otra realización de la invención el medidor comprende unas pinzas, en los extremos de las guías, que permiten realizar una sujeción mecánica del conjunto. Preferentemente las regletas (2) están dispuestas paralelas a la superficie metálica.
40
Los imanes (8) están siempre en la posición más baja posible para permitir una mejor sujeción a la superficie metálica. Para poder retirarlos (soltar la sujeción cuando se ha terminado de trabajar con el medidor) el medidor dispone de un gatillo (7) que está unido a las regletas (2) de forma que cuando se presiona dicho gatillo (7) desplaza hacia arriba las regletas (2) para separar los imanes (8) de la superficie metálica. Cuando se elevan las regletas (2), que pueden 45 elevarse de forma paralela a la superficie metálica o inclinándose (es decir, elevándose solo por uno de sus extremos) y los imanes (8) se sueltan el medidor queda liberado (al aumentar la distancia de los imanes (8) a la superficie metálica pierden su efecto).
En un ejemplo de realización de la invención la guía (10) y el tornillo sin fin (6) están unidos 50 mediante placas (3) en ambos extremos fijando su posición relativa. La guía (10) sirve como apoyo para el resto de elementos para dar más estabilidad al cabezal medidor (1) y que las
medidas se tomen de forma más precisa. Asimismo cuando el medidor comprende regletas (2) para los imanes (8) estas pueden ir vinculadas a las placas (3).
En una realización de la invención el medidor comprende adicionalmente unas asas que están dispuestas en las placas (3) y que proporcionan al operario una sujeción para que pueda coger 5 el medidor de forma cómoda y que puedan servir para una buena colocación y retirada del medidor en la superficie a medir. En otra realización de la invención mostrada en la figura 5 el medidor no comprende unas asas sino un mango (11) en una de dichas placas (3).
El sistema de recogida y representación de datos puede ser por ejemplo un dispositivo tipo 10 teléfono móvil, tableta, etc. Dicho dispositivo comprende una pantalla en la que se muestran los datos tomados por el láser medidor, preferentemente representados en una gráfica. Este sistema de recogida y representación de datos forma parte del medidor de la invención pero no está representado en las figuras.
15
En el sistema de recogida y representación de datos es donde se reciben los datos del láser medidor y se pueden analizar, para mostrarlos en una gráfica que permita al usuario detectar de forma más clara cómo ha evolucionado el desgaste de la superficie.
El medidor puede recubrirse con una cubierta inferior (12) que es preferentemente de 20 metacrilato y una carcasa (13) de plástico para minimizar el acceso de polvo a los elementos del medidor.
En una realización en la que se emplean imanes (8) como medios de anclaje, la cubierta inferior (12) comprende una pluralidad de orificios en los que están dispuestos dichos imanes 25 (8).
En una realización del medidor, éste comprende dos láseres (4) medidores para poder medir por las dos caras de forma simultánea y que se desplazan con el mismo motor. Para ello el medidor comprende una correa de transmisión que une el motor y los dos ejes, permitiendo 30 que los ejes de las dos caras se muevan a la vez.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Medidor de desgaste de superficies metálicas caracterizado por que comprende unos medios de acoplamiento a la superficie metálica y:
    -un cabezal medidor (1) que comprende: 5
    -al menos un láser medidor (4) destinado a tomar medidas de la superficie metálica,
    -un motor (5) destinado a permitir al menos el desplazamiento del láser medidor,
    -una placa de control destinada a la obtención de los datos del láser medidor (4),
    -una guía (10) sobre la que se desplaza al menos el láser medidor (4), 10
    -un sistema de recepción y representación que comprende un puerto de comunicaciones en el que se reciben los datos desde la placa de control del cabezal medidor (1).
  2. 2.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según la reivindicación 1 caracterizado por que el cabezal medidor (1) comprende adicionalmente unas baterías destinadas a alimentar al motor 15 (5) y un conector destinado a recargar las baterías.
  3. 3.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el motor (5) está montado sobre un tornillo sin fin (6) sobre el que se desplaza. 20
  4. 4.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el cabezal medidor (1) comprende adicionalmente una pletina (14) y en ella se encuentra un orificio a través del que el cabezal medidor (1) se desplaza sobre la guía (10). 25
  5. 5.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según la reivindicación 4 caracterizado por que la pletina (14) comprende en el orificio un rodamiento lineal (9) destinado a facilitar el desplazamiento del cabezal medidor (1) sobre la guía (10).
    30
  6. 6.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que adicionalmente comprende una cubierta inferior (12) destinada a servir de apoyo sobre la superficie metálica y unas placas (3) dispuestas verticalmente en los extremos de la cubierta inferior (12) a las que están unidos la guía (10).
    35
  7. 7.-Medidor de desgaste de superficies metálicas según las reivindicaciones 3 y 6 caracterizado por que a las placas (3) están unidos la guía (10) y el tornillo sin fin (6).
  8. 8.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según la reivindicación 6 o 7 caracterizado por que adicionalmente comprende un mango (11) unido a una de las placas (3). 40
  9. 9.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende adicionalmente una carcasa (13) en el interior de la que se disponen el cabezal medidor (1) y la guía (10).
    45
  10. 10.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que los medios de acoplamiento con la superficie metálica son unos imanes (8) dispuestos en unas regletas (2) que son paralelas a la superficie metálica.
  11. 11.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según la reivindicación 10 caracterizado por 50 que comprende adicionalmente un gatillo (7) unido a las regletas (2) destinado a desplazar hacia arriba dichas regletas (2) hasta separar los imanes (8) de la superficie metálica.
  12. 12.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según las reivindicaciones 6 y 10 caracterizado por que las regletas (2) están vinculadas a las placas (3).
  13. 13.- Medidor de desgaste de superficies metálicas según las reivindicaciones 6 y 10 5 caracterizado por que la cubierta inferior (12) comprende una pluralidad de orificios en correspondencia con los imanes (8).
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