ES2561308T3

ES2561308T3 - Disposición de línea eléctrica y sensor de desgaste de revestimiento de fricción

Info

Publication number: ES2561308T3
Application number: ES13000042.5T
Authority: ES
Inventors: Bernd Böttle
Original assignee: Bowa Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Bowa Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2033-01-04
Also published as: EP2621020A3; DE102012001514B4; EP2621020A2; PL2621020T3; HUE027286T2; DE102012001514A1; EP2621020B1

Abstract

Disposición de línea eléctrica, que comprende - un primer cable (21) con al menos dos primeros conductores (121, 122), que presentan respectivamente un núcleo (1212, 1222) eléctricamente conductor y un aislamiento (1211, 1221) eléctricamente no conductor, y - un segundo cable (14) con al menos dos segundos conductores (141, 142), que presentan respectivamente un núcleo (1412, 1422) eléctricamente conductor y un aislamiento (1411; 1421) eléctricamente no conductor, y que están unidos de forma eléctricamente conductora respectivamente a uno de los primeros conductores (121, 122) para formar una par de conductores (121, 141; 122, 142) conectados, en donde un elemento de guiado alimenta los cables (12, 14) a la zona de los puntos de conexión (18.1, 18.2) de los pares de conductores (121, 141; 122, 142) en paralelo o formando entre ellos un ángulo no superior a 45º y los puntos de conexión (18.1, 18.2), en los que están dispuestos los núcleos (1212, 1412; 1222, 1422) en paralelo y rectificados, están dispuestos sobre un soporte (16) en forma de placa de un material eléctricamente aislante, que está fijado en una carcasa (22), caracterizada porque los puntos de conexión (18.1, 18.2) a ambos lados del soporte (16) en forma de placa están dispuestos de forma que no contactan eléctricamente entre sí, en donde los extremos de los conductores de cada cable (12; 14) rodean el soporte en forma de placa a modo de mordaza y están dispuestos enfrentados directamente unos a otros, y la carcasa (22) presenta para cada cable (12; 14) una boquilla de guiado (28; 30) hueca.

Description

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DESCRIPCION

Disposicion de ilnea electrica y sensor de desgaste de revestimiento de friccion Campo de la invencion

La invencion hace referencia a una disposicion de ilnea electrica, que comprende

- un primer cable con ai menos dos primeros conductores, que presentan respectivamente un nucleo electricamente conductor y un aislamiento electricamente no conductor, y

- un segundo cable con al menos dos segundos conductores, que presentan respectivamente un nucleo electricamente conductor y un aislamiento electricamente no conductor, y que estan unidos de forma electricamente conductora respectivamente a uno de los primeros conductores para formar una par de conductores conectados,

en donde un elemento de guiado alimenta los cables a la zona de los puntos de conexion de los pares de conductores en paralelo o formando entre ellos un angulo no superior a 45° y los puntos de conexion, en los que estan dispuestos los nucleos en paralelo y rectificados, estan dispuestos sobre un soporte en forma de placa de un material electricamente aislante, que esta fijado en una carcasa.

La invencion hace ademas referencia a una disposicion de sensor de desgaste de revestimiento de friccion para un vehlculo de motor, que comprende un cuerpo sensorial que esta envuelto por un bucle conductor, que esta conectado a un aparato de control mediante una disposicion de llnea electrica de este tipo.

Estado de la tecnica

Se conocen sensores de desgaste de revestimiento de friccion para vehlculos de motor por ejemplo de los documentos DE 20 2008 013 226 U1 y DE 41 20 527 A1. Comprenden un bucle conductor, que esta envuelto alrededor de un cuerpo sensorial, que esta fijado p.ej. en la placa soporte de una guarnicion de freno de vehlculo de motor y penetra en una escotadura de la guarnicion de freno. En el caso de una abrasion suficiente de la guarnicion de freno el bucle conductor es contactado por la parte rotatoria del freno, p.ej. el disco de freno, y en caso de seguir la abrasion se secciona. Este suceso puede detectarse electricamente, por ejemplo mediante la deteccion de una interrupcion de corriente a traves del bucle conductor o mediante la medicion de un flujo de corriente con respecto a la masa representada por el disco de freno. Los detalles de la deteccion, que se valora en un aparato de control electronico del vehlculo de motor, carecen de importancia para la presente invencion.

A la hora de cablear el sensor al aparato de control deben cumplirse determinados requisitos. De este modo se requiere una elevada resistencia termica para las lineas electricas en el entorno inmediato del revestimiento de friccion. Esto no solo afecta al bucle conductor alrededor del cuerpo sensorial, sino tambien a las derivaciones que conducen al aparato de control - al menos en sus segmentos proximos al sensor. Por otro lado los cordones de alta temperatura utilizados normalmente para ello son caros de adquirir y, a causa de su revestimiento de vidrio utilizado con frecuencia, dificiles de tender. En realidad el tendido de lineas, con el trasfondo de la escasez de espacio constructivo en los vehiculos de motor, representa un problema nada despreciable y conduce, en particular en la aplicacion ilustrada anteriormente, al requisito de una inversion de linea de hasta 180°. Esto significa que la linea discurre por segmentos en paralelo o formando un angulo no superior a 45° consigo misma, lo que exige un guiado en arco muy ajustado para lo que los cordones de alta temperatura, como se ha explicado anteriormente, son poco adecuados. Para solucionar los problemas antes mencionados se conoce conformar un segmento de linea con cordones de alta temperatura que, por fuera del margen de alta temperatura en el entorno del revestimiento de friccion, se prolongan con los conductores de un cable envolvente convencional. El cable envolvente se invierte en un arco de 180°, segun se mira desde el sensor, justo detras del punto de conexion de los pares de conductores. Para guiar y fijar el arco esta prevista una pinza de sujecion en forma de H, que abraza a modo de boquilla por un lado el cable envolvente y por otro lado los cordones de alta temperatura guiados en paralelo al mismo, en donde las boquillas paralelas estan unidas a un alma transversal que presenta, por su parte, unas estructuras de fijacion para fijar este elemento de guiado a las estructuras de bastidor o carrocerla del vehlculo de motor. El inconveniente de esta disposicion es por un lado el arco de cable libre, que a causa de su propio peso esta sometido a unos considerables movimientos de vibracion y, por ello, exige un diseno especialmente estable y con ello costoso del cable envolvente. Por otro lado esta limitada la distacia entre los cables guiados en paralelos hacia abajo, ya que durante el guiado en arco del cable envolvente no debe descenderse por debajo de un radio de flexion mlnimo en la region del arco, para no danar a largo plazo el cable envolvente.

Se conoce por ejemplo del documento DE 198 10 562 A1 un dispositivo, que puede conectar entre si de forma electricamente conductora los conductores de un primer y de un segundo cable, sin danar los cables a causa de la flexion. Ademas de esto es conocido proteger los puntos de conexion contra la influencia de vibraciones y suciedades daninas envolviendolos con una masa de relleno adecuada. Se describen unos dispositivos

correspondientes en los documentos US 3,771,112 A y US 2002/039858 A1. Sin embargo, de forma clasica la proteccion de los puntos de conexion, como se describe en el documento DE 30 34 632 A1 o EP 1 094 569 A1, se realiza mediante una carcasa.

La disposicion de llnea electrica descrita en el documento EP 1 094 569 A1 destaca porque los puntos de conexion 5 atraviesan el soporte en forma de placa compuesto por un material electricamente aislante. De este modo pueden conectarse entre si los conductores de un par de conductores, dispuestos en diferentes lados del soporte. Para ello uno de los conductores debe contactar el punto de conexion en un punto del soporte colocado flsicamente mas bajo. Esto es extremadamente desfavorable, en particular con relacion a la necesidad de espacio constructivo de la disposicion de llnea que se requiere a causa de ello. Ademas de esto los cables tienen que estabilizarse con grapas 10 de cable, que tambien requieren una parte del espacio dentro de la carcasa prevista para proteger la disposicion de llnea, lo que conduce a acentuar todavla mas la problematica del especio constructivo.

Formulacion del objeto

El objeto de la presente invencion consiste en perfeccionar una disposicion de llnea del genero expuesto, de tal manera que con una necesidad de espacio constructivo minimizada se garantice un guiado de cables estable.

15 Exposicion de la invencion

Este objeto es resuelto en conexion con las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1, de tal modo que los puntos de conexion a ambos lados del soporte en forma de placa estan dispuestos de forma que no contactan electricamente entre si, en donde los extremos de los conductores de cada cable rodean el soporte en forma de placa a modo de mordaza y estan dispuestos enfrentados directamente unos a otros, y la carcasa presenta para 20 cada cable una boquilla de guiado hueca.

Son objeto de las reivindicaciones dependientes unas formas de realizacion preferidas de la invencion as! como una disposicion de sensor de desgaste de revestimiento de friccion, en la que se emplea la presente invencion.

Las boquillas de guiado conforme a la invencion hacen posible un guiado estable de los cables. De este modo se evita en particular la aparicion de pares de giro nocivos en zonas de inversion de cable sensibles. El tecnico puede 25 adaptar ademas la orientacion angular especial de las boquillas, unas con otras, a los requisitos especiales del caso particular. La disposicion conforme a la invencion de los puntos de conexion y de los extremos de conductor hace posible, en comparacion con el estado de la tecnica conocido del documento EP1094569A1, una minimizacion de la necesidad de espacio constructivo. Una conexion electricamente conductora en direccion vertical descrita en el estado de la tecnica, es decir, a traves del soporte en forma de placa, exige siempre que los conductores a conectar 30 de forma correspondiente contacten el punto de conexion en lados no mutuamente enfrentados. El dimensionamiento mlnimo del soporte en forma de placa y del punto de conexion esta limitado como consecuencia de ello por esa separacion, que es imprescindible entre los puntos de contacto. La disposicion conforme a la invencion no presenta, al contrario que el estado de la tecnica, ninguna limitacion de este tipo para la minimizacion del requisito de espacio constructivo.

35 Los puntos de conexion estan conformados de forma preferida como engarce a presion. Esta clase de conexion, que puede llevarse a cabo de forma puramente mecanica, es particularmente favorable en cuanto a tecnica de fabricacion, en particular economica. Gracias a la disposicion de la placa soporte en una carcasa protegida es tambien suficiente, en particular si la placa soporte esta fijada en la carcasa y de este modo esta protegida contra vibraciones. Como es natural tambien es posible llevar a cabo las conexiones electricas como conexiones estanadas 40 o soldadas o de otro modo conocido.

En una forma de realizacion particularmente preferida de la invencion, la carcasa esta inyectada alrededor del soporte as! como alrededor de los segmentos terminales de los cables en el lado del soporte. De este modo, por ejemplo, puede encajarse una disposicion preconfeccionada formada por placa soporte y cables, cuyos segmentos terminales en el lado del soporte estan fijados en los puntos de conexion sobre la placa soporte, en forma de una 45 maquina de moldeo por inyeccion de material plastico. El relleno subsiguiente del molde con un material termoplastico fluidizado conduce a la configuracion de la carcasa, en la que los puntos de conexion estan incrustados protegidos contra las influencias medioambientales y los movimientos vibratorios.

Alternativamente es tambien posible configurar la carcasa con al menos dos envolturas parciales y ensamblarlas alrededor del soporte as! como de los segmentos terminales de los cables en el lado del soporte. El ensamblaje 50 puede realizarse por ejemplo mediante pinzado, atornillado o pegado. Esta variante, que es cara de realizar a causa del paso de trabajo adicional, tiene la ventaja de que la carcasa puede abrirse en caso necesario, para p.ej. comprobar o reparar los puntos de conexion. En los sensores de desgaste de revestimiento de friccion normales, que se producen junto con su disposicion de llnea por lo general como piezas desechables, esta variante es sin

embargo casi siempre poco interesante por motivos de costes. En otras aplicaciones, sin embargo, puede resultar ser absolutamente ventajosa.

En un perfeccionamiento de la invencion esta previsto que la carcasa presente unas estructuras de sujecion exteriores para su inmovilizacion en su base externa. Estas pueden realizarse facilmente, mediante la conformation 5 al inyectar la carcasa o sus envolturas parciales, y adaptarse a las respectivas caracterlsticas de cada caso particular.

Como ya se ha explicado anteriormente es ventajoso que, en la aplicacion preferida de la invencion como disposition de llnea de una disposition de sensor de desgaste de revestimiento de friction de un vehlculo de motor, los segundos conductores esten configurados como cordones de alta temperatura a causa del desarrollo de calor 10 durante el proceso de friccion. En otras aplicaciones pueden adaptarse las caracterlsticas de los primeros y segundos conductores como es natural a las modalidades respectivas, sin que esto modifique la esencia de la presente invencion.

Una disposicion de sensor de desgaste de revestimiento de friccion, cuyo bucle conductor contacta los segundos conductores de una disposicion de llnea conforme a la invencion, es el objeto independiente de la presente 15 invencion.

El termino contactar debe entenderse a este respecto de forma amplia y abarca en particular tambien la conformacion enteriza de dos conductores y bucle conductor.

Se deducen otras caracterlsticas y ventajas de la invencion de la siguiente description especial y de los dibujos. Description breve de los dibujos 20 Aqul muestran:

la figura 1: una exposition esquematica de una disposicion de llnea no conforme a la invencion, con una carcasa representada de forma transparente;

la figura 2: una vista exterior de una forma de realization preferida de la disposicion de llnea conforme a la invencion.

25 Descripcion de formas de realizacion preferidas

Los slmbolos de referencia iguales en las figuras indican una piezas constructivas iguales o analogas. La siguiente descripcion hace referencia, siempre que no se ofrezca una referencia exclusiva a una figura en especial, a todas las figuras.

La figura 1 muestra una exposicion de una disposicion de llnea 10 no conforme a la invencion en su zona de

30 inversion. En la figura 1 arriba se ha representado un cable envolvente 12 convencional con dos conductores 121 y

122. Los conductores 121, 122 presentan de forma habitual un aislamiento 1211, 1221 as! como respectivamente un nucleo electricamente conductor 1212, 1222.

En paralelo al cable envolvente 12 se ha representado en la figura 1 abajo un cable de alta temperatura 14, cuyos conductores aislados 141, 142 estan configurados como cordones de alta temperatura, que presentan 35 respectivamente un aislamiento exterior 1411, 1421 resistente a la temperatura y un nucleo 1412, 1422 electricamente conductor, oculto en la figura 1 por los nucleos 1212, 1222 del cable envolvente 12.

Sobre un soporte 16 en forma de placa, que se reivindica aqul tambien como placa soporte 16, estan dispuestos dos puntos de engarce 18.1, 18.2. En el caso de estos puntos de engarce se trata, en el estado inicial, de unos elementos de chapa fijados a la placa soporte 16 con dientes de chapa elevados lateralmente. En el marco de un 40 paso de trabajo de engarzado se encajan los nucleos 1212, 1412 o 1222, 1422 entre los dientes de chapa elevados de los puntos de engarce 18.1 o 18.2 y, despues de esto, los dientes se aplastan mecanicamente alrededor de los nucleos 1212, 1412 o 1222, 1422, de tal manera que se crea una conexion fija tanto mecanica como electrica. El material de la placa soporte 16 es un material aislante electrico, por ejemplo un material plastico, de tal manera que despues del proceso de engarce respectivamente un conductor 121, 122 del cable envolvente 12 esta conectado 45 mecanica y electricamente, respectivamente, a un conductor 141, 142 del cable de alta temperatura 14.

Una disposicion preconfeccionada de este tipo se encaja en un molde de moldeo por inyeccion de una maquina de inyeccion de material plastico, que en las figuras no se ha representado. A este respecto los orificios 20 en la placa

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soporte 16 se usan para fijar la placa soporte 16 en el molde, que puede presentar unos mandriles correspondientes a los orificios 20.

En el marco de un proceso de moldeo por inyeccion subsiguiente el molde se rellena con un material plastico llquido, de tal manera que despues de endurecerse el material plastico se configura la carcasa 22, en la que estan incrustados la placa soporte 16 y los extremos de los cables 12, 14 en el lado de la placa soporte. De este modo queda descartado un movimiento relativo de los conductores 121, 122 del cable envolvente 12, provocado por vibraciones, con respecto a los conductores 141, 142 del cable de alta temperatura 14 conectados a aquellos.

Partiendo de los puntos de engarce 18.1, 18.2 los conductores 121, 122 y 141, 142 discurren sin arcos cerrados y solo a lo largo de desvlos de direccion suaves hasta unos orificios pasantes 24, 16 de la carcasa 22, a los que se conectan unas boquillas de guiado 28, 30 unidas de forma enteriza a la carcasa 22 y producidas en el mismo proceso de inyeccion, en las que son guiados los cables 12, 14 mutuamente en paralelo. En las aberturas de salida 32, 34 de las boquillas 28, 30 los cables 12, 14 abandonan el elemento de guiado formado por la carcasa 22 y las boquillas 28, 30. Sin embargo, aqul ya estan dirigidos y orientados de forma estable, de tal modo que las vibraciones ya solo tienen una influencia minima y en particular no pueden ejercer ningun par de giro danino sobre zonas de inversion sensibles de los cables 12, 14. En la disposicion de llnea representada se encuentra en las proximidades de la salida de carcasa 24 una estructura de rendija 36, que abraza una columna 38 que gula el cable envolvente 12. Una grapa de muelle no representada en las figuras, que esta fijada a una base fija, puede engranar en la estructura de rendija 36 para fijar la disposicion de llnea 10 y provocar un enclavamiento al acoplarse por detras con la columna 38.

En la forma de realizacion preferida mostrada en la figura 2 estan previstos dos pasos 40 a traves de la carcasa 22. Estos pasos 40, que no representan un acceso a los elementos electricamente conductores dentro de la carcasa 22, pueden utilizarse, alternativa o adicionalmente al enclavamiento explicado anteriormente, para fijar la disposicion de llnea 10 conforme a la invencion a una base fija mediante tornillos, pernos, etc.

Como es natural las formas de realizacion analizadas en la descripcion especifica y mostradas en las figuras solo representan unos ejemplos de realizacion ilustrativos de la presente invencion. El tecnico dispone, a la luz de la descripcion aqui ofrecida, de un amplio abanico de posibilidades de variacion. En particular la conformacion especial de la carcasa 22 y de las boquillas 28, 30 puede adaptarse a los requisitos especiales de cada caso aislado. Esto comprende expresamente tambien la orientacion angular de las boquillas 28, 30, unas respecto a otras. Alternativamente a la presente invencion tambien es posible, si se utiliza un cable envolvente con unos cordones de alta temperatura muy flexibles, utilizar solamente un unico cable, cuyos cordones liberados de su aislamiento envolvente en la zona de la inversion estan tendidos en un arco estrecho, en donde la carcasa que los rodea cumple la necesaria funcion de proteccion, estabilizacion y aislamiento.

Lista de simbolos de referencia

10 Disposicion de linea

12 Cable envolvente

121 Conductor de 12

1211 Aislamiento de 121

1212 Nucleo de 121

122 Conductor de 12

1221 Aislamiento de 122

1222 Nucleo de 122

14 Cable de alta temperatura

141 Cordon de alta temperatura/conductor de 14

1411 Aislamiento de 141

1412 Nucleo de 141

142

1421

1422

16

18.1

18.2

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22

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26

28

30

32

34

36

38

40

Cordon de alta temperatura/conductor de 14

Aislamiento de 142

Nucleo de 142

Placa soporte

Engarce a presion

Orificio de fijacion en 16

Carcasa

Abertura de carcasa Abertura de carcasa Boquilla de guiado Boquilla de guiado Abertura de salida de 28 Abertura de salida de 30 Estructura de rejilla Columna

Paso a traves de 22

Claims

5

10

15

20

25

30

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REIVINDICACIONES

1. Disposicion de ilnea electrica, que comprende

- un primer cable (21) con al menos dos primeros conductores (121, 122), que presentan respectivamente un nucleo (1212, 1222) electricamente conductor y un aislamiento (1211, 1221) electricamente no conductor, y

- un segundo cable (14) con al menos dos segundos conductores (141, 142), que presentan respectivamente un nucleo (1412, 1422) electricamente conductor y un aislamiento (1411; 1421) electricamente no conductor, y que estan unidos de forma electricamente conductora respectivamente a uno de los primeros conductores (121, 122) para formar una par de conductores (121, 141; 122, 142) conectados,

en donde un elemento de guiado alimenta los cables (12, 14) a la zona de los puntos de conexion (18.1, 18.2) de los pares de conductores (121, 141; 122, 142) en paralelo o formando entre ellos un angulo no superior a 45° y los puntos de conexion (18.1, 18.2), en los que estan dispuestos los nucleos (1212, 1412; 1222, 1422) en paralelo y rectificados, estan dispuestos sobre un soporte (16) en forma de placa de un material electricamente aislante, que esta fijado en una carcasa (22), caracterizada porque los puntos de conexion (18.1, 18.2) a ambos lados del soporte (16) en forma de placa estan dispuestos de forma que no contactan electricamente entre si, en donde los extremos de los conductores de cada cable (12; 14) rodean el soporte en forma de placa a modo de mordaza y estan dispuestos enfrentados directamente unos a otros, y la carcasa (22) presenta para cada cable (12; 14) una boquilla de guiado (28; 30) hueca.
2. Disposicion de llnea electrica segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los puntos de conexion estan conformados como engarce a presion (18.1, 18.2)
3. Disposicion de llnea electrica segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los puntos de conexion estan conformados como conexiones estanadas o soldadas.
4. Disposicion de llnea electrica segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa (22) esta inyectada alrededor del soporte (16) as! como alrededor de los segmentos terminales de los cables (12, 14) en el lado del soporte.
5. Disposicion de llnea electrica segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la carcasa esta configurada con al menos dos envolturas parciales y esta ensamblada alrededor del soporte as! como de los segmentos terminales de los cables en el lado del soporte.
6. Disposicion de llnea electrica segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa (22) presenta unas estructuras de sujecion exteriores (36) para su inmovilizacion en su base externa.
7. Disposicion de llnea electrica segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los segundos conductores (141, 142) estan configurados como cordones de alta temperatura.
8. Disposicion de sensor de desgaste de revestimiento de friccion para un vehlculo de motor, que comprende un cuerpo sensorial que esta envuelto por un bucle conductor, que esta conectado a un aparato de control mediante una disposicion de llnea electrica (10), caracterizada porque la disposicion de llnea (10) esta configurada como una disposicion de llnea segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde los segundos conductores (141, 142) de la disposicion de llnea (10) contactan el bucle conductor que envuelve el cuerpo sensorial.