ITTO20070537A1

ITTO20070537A1 - WEAR SENSOR

Info

Publication number: ITTO20070537A1
Authority: IT
Inventors: Tancredi Razzano
Original assignee: I C P Srl
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-01-20

Description

DESC R IZ ION E DESCRIPTION

La presente invenzione è relativa ad un sensore d'usura per un organo di frenatura, in particolare una pastiglia freno per veicoli, in genere, e per motoveicoli, in particolare, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità. The present invention relates to a wear sensor for a braking member, in particular a brake pad for vehicles, in general, and for motor vehicles, in particular, to which the following discussion will make explicit reference without thereby losing generality.

Come è noto, nella maggior parte delle applicazioni, una pastiglia freno comprende un corpo di supporto, un blocco di materiale di attrito portato dal corpo di supporto ed un sensore d'usura per rilevare una condizione di usura limite del blocco di materiale di attrito e comandare l'emissione di un segnale acustico o ottico indicante all'utilizzatore la necessità di sostituire la pastiglia freno. As is known, in most applications, a brake pad comprises a support body, a friction material block carried by the support body and a wear sensor for detecting a limit wear condition of the friction material block and command the emission of an acoustic or optical signal indicating to the user the need to replace the brake pad.

Normalmente, il sensore d'usura comprende una porzione di attacco, normalmente realizzata di materiale plastico o altro equivalente materiale resistente alla temperatura, atta ad essere connessa stabilmente al blocco di materiale d'attrito ed un cablaggio elettrico. Il cablaggio elettrico comprende un connettore per il collegamento ad un circuito di rilevamento/segnalazione ed un tratto terminale o intermedio che si estende<■>all'interno della porzione di attacco. Il materiale d'attrito e la porzione di attacco a seguito di frenature successive si consumano simultaneamente fino a quando il disco freno del gruppo frenante perviene in contatto con il cablaggio realizzando un collegamento elettrico a massa a cui consegue l'emissione del segnale di usura limite del materiale d'attrito. Normally, the wear sensor comprises an attachment portion, normally made of plastic material or other equivalent material resistant to temperature, suitable for being stably connected to the friction material block and an electrical wiring. The electrical wiring comprises a connector for connection to a detection / signaling circuit and a terminal or intermediate section which extends within the attachment portion. The friction material and the attachment portion as a result of successive braking are consumed simultaneously until the brake disc of the braking unit comes into contact with the wiring, making an electrical connection to ground which results in the emission of the limit wear signal. of the friction material.

Sebbene universalmente utilizzati, i sensori d'usura noti del tipo sopra descritto risultano essere scarsamente efficienti, ma soprattutto insufficientemente affidabili nei casi in cui per questioni costruttive dell'assieme ruota del veicolodisco freno o per la particolare modalità realizzativa del mozzo della stessa ruota del veicolo il disco freno non è in grado di realizzare o realizza in maniera insoddisfacente il collegamento a massa. In tali condizioni, nessun segnale viene, quindi, emesso quando il materiale d'attrito raggiunge o oltrepassa una condizione di usura limite rendendo insicuro il veicolo in frenata. Although universally used, known wear sensors of the type described above are scarcely efficient, but above all insufficiently reliable in cases where, due to construction reasons of the wheel assembly of the vehicle brake disc or due to the particular construction method of the hub of the vehicle wheel itself the brake disc is unable or unsatisfactory to connect to ground. In these conditions, no signal is therefore emitted when the friction material reaches or exceeds a limit wear condition making the vehicle unsafe when braking.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sensore d'usura, le cui caratteristiche realizzative consentano di ovviare in maniera semplice ed economica all'inconveniente sopra esposto, e il quale presenti una efficienza ed una affidabilità funzionale invarianti e, parallelamente, costi realizzativi contenuti. The purpose of the present invention is to provide a wear sensor, whose construction characteristics allow to overcome the aforementioned drawback in a simple and economic way, and which has an invariant functional efficiency and reliability and, at the same time, low manufacturing costs. .

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sensore d'usura per un organo di frenatura di un veicolo comprendente un blocco di materiale d'attrito atto a cooperare a strisciamento con un relativo corpo metallico di frenatura; il sensore comprendendo una porzione di attacco atta ad essere bloccata in posizione relativa fissa rispetto al detto blocco di materiale d'attrito, un cablaggio elettrico ed una porzione di rilevamento collegata elettricamente al detto cablaggio elettrico ed estendentesi all'interno della detta porzione di attacco per rilevare una condizione di usura limite del detto blocco di materiale d'attrito, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi elettrici di collegamento a massa associati alla detta porzione di attacco ed atti a cooperare con il detto disco freno per collegare a massa la detta porzione di rilevamento quando il detto blocco di materiale d'attrito raggiunge la detta condizione di usura limite. According to the present invention, a wear sensor is provided for a braking member of a vehicle comprising a block of friction material suitable for sliding cooperation with a relative metallic braking body; the sensor comprising an attachment portion adapted to be locked in a fixed relative position with respect to said friction material block, an electrical harness and a sensing portion electrically connected to said electrical harness and extending inside said attachment portion for to detect a limit wear condition of said friction material block, characterized in that it further comprises electrical ground connection means associated with said attachment portion and adapted to cooperate with said brake disc to ground said sensing portion when said friction material block reaches said limit wear condition.

Preferibilmente, nel sensore sopra definito i detti mezzi elettrici di collegamento sono solidalmente collegati alla detta porzione di attacco. Preferably, in the sensor defined above the said electrical connection means are integrally connected to the said attachment portion.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate some non-limiting examples of embodiment, in which:

la figura 1 è una vista in pianta di una prima preferita forma di attuazione del sensore d'usura realizzato secondo la presente invenzione; Figure 1 is a plan view of a first preferred embodiment of the wear sensor made according to the present invention;

la figura 2 è una vista secondo le frecce A-A di figura 1 con parti asportate per chiarezza; Figure 2 is a view according to the arrows A-A of Figure 1 with parts removed for clarity;

la figura 3 è una vista in pianta di una seconda preferita forma di attuazione del sensore d'usura realizzato secondo la presente invenzione; e Figure 3 is a plan view of a second preferred embodiment of the wear sensor made according to the present invention; And

la figura 4 è una vista secondo le frecce B-B di figura 3 con parti asportate per chiarezza. Figure 4 is a view according to the arrows B-B of Figure 3 with parts removed for clarity.

Nelle figure 1 e 2, con 1, con 1 è indicato, nel suo complesso, un sensore d'usura per rilevare una condizione di usura limite di un organo 2 di frenatura per un veicolo, ad esempio una pastiglia freno. L'organo 2 di frenatura comprende un corpo 5 a piastra di supporto ed un blocco 4 di materiale d'attrito, il quale è delimitato da una superficie 6 di strisciamento atta a cooperare a strisciamento con un disco freno 7 metallico, ed è provvisto di una sede 8 di ritenzione (figura 1). In Figures 1 and 2, 1, 1 indicates, as a whole, a wear sensor for detecting a limit wear condition of a braking member 2 for a vehicle, for example a brake pad. The braking member 2 comprises a body 5 with a support plate and a block 4 of friction material, which is delimited by a sliding surface 6 suitable for sliding cooperation with a metal brake disc 7, and is provided with a retention seat 8 (Figure 1).

Sempre con riferimento alle figure 1 e 2, il sensore 1 comprende una porzione 9 di attacco, la quale è alloggiata nella sede 8 di ritenzione e, nel particolare esempio descritto, è trattenuta nella sede 8 stessa a scatto. Alternativamente, la porzione 9 di attacco è trattenuta all'interno della sede 8 mediante incollaggio o tramite mezzi elastici o a vite di ritenzione . Again with reference to Figures 1 and 2, the sensor 1 comprises an attachment portion 9, which is housed in the retention seat 8 and, in the particular example described, is retained in the snap-in seat 8 itself. Alternatively, the attachment portion 9 is retained inside the seat 8 by gluing or by means of elastic or retention screw means.

Il sensore 1 comprende, inoltre, un cablaggio elettrico 10 isolato, un cui tratto terminale 11 è annegato nella porzione 9 di attacco per definire una porzione di rilevamento collegata elettricamente alla restante parte del cablaggio elettrico 10 ed è disposto ad una distanza D determinata dalla superficie 6. The sensor 1 also comprises an insulated electrical wiring 10, a terminal portion 11 of which is embedded in the attachment portion 9 to define a detection portion electrically connected to the remaining part of the electrical wiring 10 and is arranged at a distance D determined from the surface 6.

Ancora con riferimento alle figure 1 e 2, il sensore 1 comprende, inoltre, un ulteriore cablaggio elettrico 14 isolato atto a cooperare con il disco freno 7 per collegare a massa la porzione di rilevamento quando il blocco 4 di materiale d'attrito raggiunge la condizione di usura limite. Il cablaggio 14 comprende un tratto terminale 15, il quale è stabilmente collegato alla porzione 9 di attacco del sensore 1, convenientemente allo stesso modo in cui è collegato il tratto 11, in posizione affiancata e parallela al tratto 11 stesso. Come il tratto 11, anche il tratto 15 è disposto.alla stessa distanza D dalla superficie 6. Still with reference to Figures 1 and 2, the sensor 1 also comprises a further insulated electrical wiring 14 adapted to cooperate with the brake disc 7 to ground the sensing portion when the friction material block 4 reaches the condition limit wear. The wiring 14 comprises a terminal portion 15, which is stably connected to the attachment portion 9 of the sensor 1, conveniently in the same way in which the portion 11 is connected, in a position alongside and parallel to the portion 11 itself. Like the portion 11, the portion 15 is also arranged at the same distance D from the surface 6.

In uso, a seguito di frenature successive, il blocco 4 di materiale d'attrito si usura progressivamente e con esso anche la porzione 9 di attacco del sensore 1. Quando il disco freno 7 striscia a contatto dei tratti rimuove l'isolamento elettrico per cui i tratti 11 e 15 vengono collegati fra loro elettricamente dal disco freno 7 che, in quanto metallico, assolve alla funzione di elemento ponte tra i cablaggi 10 e 14 comandando, in modo noto, l'emissione di un segnale corrispondente ad una condizione di usura limite del blocco 4 di materiale d'attrito. In use, following subsequent braking, the friction material block 4 wears progressively and with it also the sensor 1 attachment portion 9. the sections 11 and 15 are electrically connected to each other by the brake disc 7 which, being metal, performs the function of a bridge element between the wiring 10 and 14, controlling, in a known way, the emission of a signal corresponding to a condition of wear limit of block 4 of friction material.

Nelle figure 3 e 4, con 18 è indicato un sensore d'usura, il quale differisce dal sensore 1 per alcuni particolari realizzativi e le cui partì costituenti sono contraddistinte con gli stessi numeri di riferimento delle corrispondenti parti del sensore 1. In Figures 3 and 4, the reference number 18 indicates a wear sensor, which differs from the sensor 1 for some construction details and whose constituent parts are marked with the same reference numbers as the corresponding parts of the sensor 1.

Il sensore 18 differisce dal sensore 1 per il fatto che il cablaggio 10 è sostituito da un cablaggio 20 a doppio cavo, il quale comprende due spezzoni terminali 21 collegati ad un connettore comune ed una porzione intermedia 22 conformata ad U ed annegata nella porzione 9 di attacco. The sensor 18 differs from the sensor 1 in that the harness 10 is replaced by a double cable harness 20, which comprises two terminal lengths 21 connected to a common connector and an intermediate portion 22 shaped like a U and embedded in the portion 9 of attack.

Con riferimento alla figura 3, la porzione intermedia 22 ad U comprende, a sua volta, due tratti laterali 23 fra loro paralleli e disposti da parti opposte del tratto 15 ed un tratto centrale 24 rettilineo, i quali si estendono parallelamente alla superficie 6 ad una distanza dalla superficie 6 stessa minore di quella del tratto 15. In questo modo, quando il disco freno 7 striscia contro la porzione 22, la stessa porzione 22 viene tranciata e l'interruzione del cablaggio 20 genera una segnalazione di usura corrispondente ad una prima condizione di usura del blocco 4 di materiale d'attrito. With reference to Figure 3, the U-shaped intermediate portion 22 in turn comprises two lateral portions 23 parallel to each other and arranged on opposite sides of the portion 15 and a central straight portion 24, which extend parallel to the surface 6 to a distance from the surface 6 itself less than that of the portion 15. In this way, when the brake disc 7 slides against the portion 22, the same portion 22 is sheared and the interruption of the wiring 20 generates a wear signal corresponding to a first condition of wear of the block 4 of friction material.

A seguito di frenature successive, il blocco di materiale d'attrito si consuma ulteriormente fino a quando il disco freno 7 striscia contro il tratto 15 rimuovendone l'isolamento elettrico esterno. In tale condizione, il disco freno 7 collega elettricamente fra loro i due cablaggi 14 e 20 facendo da ponte fra gli stessi e comandando, in tal modo, l'emissione di un ulteriore segnale di usura corrispondente ad una condizione di usura limite del blocco 4 di materiale d'attrito. Following subsequent braking, the friction material block is further consumed until the brake disc 7 slides against the portion 15, removing its external electrical insulation. In this condition, the brake disc 7 electrically connects the two cables 14 and 20 together, acting as a bridge between them and thus controlling the emission of a further wear signal corresponding to a limit wear condition of the block 4 of friction material.

Nella forma di realizzazione appena descritta il tratto 15 e la porzione 22 presentano diametri esterni confrontabili . In the embodiment just described, the portion 15 and the portion 22 have comparable external diameters.

Alternativamente, secondo una variante non illustrata, i tratti 15 e 22 sono disposti sostanzialmente alla stessa distanza dalla superficie 6 ed il tratto 15 presenta un diametro esterno maggiore di quello della porzione 22. In questo modo viene sempre assicurato il collegamento elettrico a massa del cablaggio 20 qualunque sia l'usura della la porzione 22 e comunque fino a quando la porzione 22 stessa si è completamente usurata e nel caso di differenze di posizionamento del tratto 15 e della porzione 22 rispetto alla superficie 6. Sempre per i motivi che precedono, secondo una ulteriore variante, il tratto 15 si estende sempre parallelamente alla superficie 6 ma in posizione obliqua rispetto ai tratti 23 e 24. Alternatively, according to a variant not shown, the sections 15 and 22 are arranged substantially at the same distance from the surface 6 and the section 15 has an external diameter greater than that of the portion 22. In this way the electrical connection to ground of the wiring is always ensured. 20 whatever the wear of the portion 22 and in any case until the portion 22 itself is completely worn and in the case of differences in the positioning of the portion 15 and portion 22 with respect to the surface 6. Again for the above reasons, according to a further variant, the portion 15 always extends parallel to the surface 6 but in an oblique position with respect to the portions 23 and 24.

Da quanto precede appare evidente come i sensori 1 e 18 descritti, proprio per il fatto di possedere una linea preferenziale dedicata di collegamento a massa che si attiva quando viene raggiunta una condizione di usura limite del blocco di materiale d'attrito presentano elevata efficienza ed affidabilità funzionale. Infatti, la presenza di una linea preferenziale di collegamento a massa rende i sensori 1 e 18 descritti insensibili sia alla modalità realizzativa ed alla tipologia di collegamento del disco freno 7 alla ruota del veicolo, sia al modo con cui il mozzo della stessa ruota del veicolo è realizzato e/o collegato al relativo telaio di attacco. From the foregoing it is evident that the sensors 1 and 18 described, precisely due to the fact that they have a dedicated preferential ground connection line which is activated when a limit wear condition of the friction material block is reached, have high efficiency and reliability. functional. In fact, the presence of a preferential ground connection line makes the sensors 1 and 18 described insensitive both to the construction method and to the type of connection of the brake disc 7 to the vehicle wheel, and to the way in which the hub of the vehicle wheel itself is made and / or connected to the relative attachment frame.

Inoltre, il sensore 18 per il fatto di essere un sensore "a ripetizione di segnale" ossia in grado di generare due distinti e successivi segnali di usura inibisce completamente l'insorgere di condizioni di mancanza di sicurezza in frenatura qualora il primo segnale di usura, per ragioni qualsiasi, non sia stato seguito da un intervento di sostituzione delle pastiglie freno. Furthermore, since the sensor 18 is a "signal repetition" sensor, i.e. capable of generating two distinct and successive wear signals, it completely inhibits the onset of conditions of lack of safety during braking if the first wear signal, for any reason, it was not followed by a brake pad replacement operation.

Da quanto precede appare, infine, evidente che ai sensori 1 e 18 descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo definito dalle rivendicazioni. In particolare, il cablaggio 14 potrebbe non essere annegato o parzialmente inserito all'interno della porzione di attacco del sensore, ma essere, ad esempio, portato da una superficie esterna della porzione 9 di attacco o ancora essere alloggiato in una cavità esterna della porzione 9 di attacco stessa. Finally, from the foregoing it is evident that modifications and variations can be made to the sensors 1 and 18 described without thereby departing from the protective scope defined by the claims. In particular, the wiring 14 may not be embedded or partially inserted inside the attachment portion of the sensor, but be, for example, carried by an external surface of the attachment portion 9 or even be housed in an external cavity of the portion 9 of attack itself.

Nel caso in cui il cablaggio 14 è inserito nella porzione 9 di attacco, il tratto 15 del cablaggio 14 stesso interno alla porzione di attacco potrebbe estendersi in direzioni diverse da quelle indicate a titolo di esempio così come essere disposto in posizione relativa diversa rispetto al tratto 11 del cablaggio 10 o ai tratti 23 e 24 del cablaggio 20. If the wiring 14 is inserted in the attachment portion 9, the portion 15 of the wiring 14 itself inside the attachment portion could extend in directions other than those indicated by way of example as well as being arranged in a different relative position with respect to the portion 11 of wiring 10 or to sections 23 and 24 of wiring 20.

Claims

R IV EN DICA TION I 1.- Wear sensor for a braking member of a vehicle comprising a block of friction material suitable for sliding cooperation with a relative metallic braking body; the sensor comprising an attachment portion adapted to be locked in a fixed relative position with respect to said friction material block, an electrical harness and a sensing portion electrically connected to said electrical harness and extending inside said attachment portion for to detect a limit wear condition of said friction material block, characterized in that it further comprises electrical ground connection means associated with said attachment portion and adapted to cooperate with said brake disc to ground said sensing portion when said friction material block reaches said limit wear condition. 2.- Sensor according to Claim 1, characterized in that the said electrical connection means are solidly connected to the said attachment portion. 3.- Wear sensor according to Claim 1 or 2, characterized in that said electrical ground connection means comprise a further electrical wiring at least partially housed in said attachment portion and capable of being grounded. 4.- Wear sensor according to Claim 3, characterized in that the said friction material block comprises a sliding surface against the said brake disc, and in that the said further electrical wiring and the said sensing portion they are arranged substantially at the same distance from said sliding surface to cooperate simultaneously with said brake disc. 5.- Sensor according to Claim 3, characterized in that the said friction material block comprises a sliding surface cooperating with the said brake disc, and in that the said further electrical wiring and the said sensing portion are arranged at different distances from said sliding surface to provide two distinct wear signals corresponding to two different wear conditions of the friction material block. 6.- Sensor according to Claim 3 or 4, characterized in that the portion of the said further electrical wiring housed in the said attachment portion and the said detection portion have different external transverse dimensions. 7.- Sensor according to Claim 3 or 4, characterized in that the portion of the said further electrical wiring housed in the said attachment portion and the said detection portion extend along mutually oblique paths. 8.- Wear sensor, substantially as described and illustrated in any one of the attached figures.