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

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.

Estado de la técnica

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.

Problema

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.

Invención y efectos ventajosos

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...

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: