MX2013002094A - Sistema de detección del desgaste de componentes en el sistema de frenos de aire de vehiculos automores. - Google Patents

Abstract

La presente invención consiste en un sistema de detección del desgaste de los componentes del sistema de frenos de aire en vehículos automotores como camiones o remolques equipados con dicho sistema, el cual posee un detector de pulso que se coloca en los tambores de los vehículos para monitorear el desgaste de los forros de los frenos, el cual activa un sistema de alarma y GPS. Al momento del contacto entre el tambor y el detector de desgaste de los forros, se activa un sistema de alarma y GPS antes de llegar a los remaches, permitiendo detectar a tiempo el desgaste en los bujes y tambores por la fricción de los remaches. Al momento del desgaste final de los forros, se detecta la falta de presión al frenar, con un detector de pulso en ajustador de tensión retro chamber, el cual se activa dependiendo del modelo del retro chamber, detectando así la falta de presión en el frenado. En cada vehículo se instala en el panel de luces un sistema de advertencia con indicador de origen del desgaste de los componentes o la falta de presión en el sistema de frenos.

Description

SISTEMA DE DETECCIÓN DEL DESGASTE DE COMPONENTES EN EL SISTEMA DE FRENOS DE AIRE DE VEHÍCULOS AUTOMORES CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención queda comprendida dentro del campo técnico de la Mecánica, pues se trata de un sistema de detección del desgaste de los componentes del sistema de frenos de aire en vehículos automotores como camiones o remolques equipados con dicho sistema.

ANTECEDENTES El sistema de frenos de aire utiliza aire comprimido para funcionar y son un medio adecuado y seguro para detener vehículos pesados y grandes, como camiones y remolques, y es necesario que cuente con un buen mantenimiento y deben ser usados de forma correcta.

En realidad, el sistema está compuesto por tres sistemas de frenos, a saber el sistema de frenos de servicio, el sistema de frenos de estacionamiento y el sistema de frenos de emergencia. El sistema de frenos de servicio aplica los frenos cuando se utiliza el pedal de freno durante la conducción normal. El sistema de frenos de estacionamiento aplica los frenos de estacionamiento al utilizar el control para este tipo de freno. El sistema de frenos de emergencia usa partes de los sistemas de frenos de servicio y de frenos de estacionamiento para detener el vehículo en caso de una falla del sistema de frenos.

El sistema en general, está compuesto de numerosas partes, por ejemplo, el compresor de aire, gobernador del compresor de aire, tanques de almacenamiento de aire, drenajes del tanque de aire, evaporador de alcohol, válvula de seguridad, pedal de freno, frenos de base, medidores, frenos de resorte, controles del freno de estacionamiento, sistemas antibloqueo de frenos, entre otros.

El funcionamiento de un sistema de frenos de aire inicia su acción cuando el conductor presiona el pedal del freno conocido también como válvula de pedal , en ese momento se aplica una determinada presión en relación directa con la fuerza con la que el pedal sea presionado, cuanto más fuerte más presión de aire será aplicada, mientras que al dejar de aplicarse presión sobre el pedal el sistema permitirá la salida de aire reduciéndose la presión de éste en los tanques, dejando de actuar los frenos cuando la presión desaparece. La presión faltante es recuperada por la acción del compresor, por lo que no es recomendable presionar y soltar el freno repetida y rápidamente pues se podría ocasionar que el compresor no llegase a reponer la presión de aire a tiempo.

Una de las partes donde se presenta mayor desgaste por el uso común o por algún uso incorrecto, son los frenos de base, los cuales funcionan en cada rueda. El tipo más común de freno de base es el freno de tambor de excéntrica en "S". Este freno está compuesto por tambores, zapatas y revestimientos del freno. Los tambores de los frenos están situados en cada uno de los extremos de los ejes del vehículo. Las ruedas están unidas a los tambores mediante pernos. El mecanismo de frenado se encuentra dentro del tambor. Para detener el vehículo, las zapatas y los revestimientos del freno son empujados contra el interior del tambor. Esto provoca una fricción que disminuye la velocidad del vehículo, con lo que se genera calor. El calor que puede soportar un tambor sin dañarse depende de la fuerza que se aplique al freno y de cuánto se lo use. Demasiado calor puede hacer que los frenes dejen de funcionar. En el caso de los frenos de excéntrica en "S", cuando se presiona el pedal de freno, ingresa aire a cada recámara del freno, la presión del aire empuja la varilla hacía fuera. Que hace mover el regulador, con lo cual el eje de la excéntrica del freno gira. Esta acción hace girar la excéntrica en "S", la cual separa las zapatas una de otra y las presiona contra la cara interior del tambor de freno. Cuando se suelta el pedal de freno, la excéntrica en "S" vuelve a su lugar y un resorte aleja las zapatas del freno lejos del tambor, lo cual permite que las ruedas vuelvan a girar libremente.

Los frenos están diseñados de modo que las zapatas o pastillas de freno hagan fricción con el tambor o los discos de freno para disminuir la velocidad del vehículo. El frenado genera calor y los frenos están diseñados para resistir altas temperaturas. Sin embargo, cuando se los usa demasiado y no se recurre al efecto de frenado del motor, los frenos pueden desvanecerse o fallar por acción del calor excesivo. La utilización excesiva de los frenos de servicio provoca sobrecalentamiento y disminuye la capacidad de frenado. El desvanecimiento de los frenos resulta del calor excesivo, que provoca una expansión de los tambores del freno y que origina cambios químicos en el revestimiento, lo cual reduce la fricción. A medida que los tambores sobrecalentados se expanden, las zapatas y el revestimiento tienen que moverse más lejos para hacer contacto con los tambores, lo cual reduce la fuerza del contacto. El uso excesivo puede aumentar el desvanecimiento de los frenos hasta un punto tal que ya no se pueda detener el vehículo ni reducir su velocidad. La capacidad de los frenos también disminuye si no están ajustados correctamente. Para controlar el vehículo de forma segura, cada freno debe hacer su parte del trabajo. Los frenos que no estén ajustados dejarán de hacer su parte antes que aquéllos que estén correctamente ajustados. Los otros frenos podrían entonces recalentarse y desvanecerse y, en consecuencia, perder su capacidad para controlar el vehículo. Los frenos pueden desajustarse rápidamente, especialmente cuando se recalientan. Por eso, debe revisar su correcto ajuste con frecuencia.

Al respecto, cabe destacar que muchos propietarios de vehículos y conductores no atienden oportunamente la vigilancia, inspección y servicio del sistema de frenos de sus unidades, sino hasta que se presenta una falla considerable que pudo haberse evitado con el servicio adecuado y oportuno, y en ocasiones, esto puede ocasionar pérdidas económicas y más importante lesiones en los conductores e incluso la pérdida de vidas humanas por accidentes ocasionados por el mal funcionamiento del sistema de frenos.

Por lo tanto, una opción ante situación sería contar con dispositivos capaces de detectar oportunamente el estado del sistema de frenos de los vehículos. Al respecto, en el estado de la técnica se encuentra el documento DE19914137737, publicado como DE4137737 (C1 ), describe un dispositivo para medir el desgaste del forro de los frenos, donde el progreso del desgaste, dependiendo del grosor del forro, es medido por al menos un detector, desplazable por el desgaste relacionado con su posición. Este desplazamiento está determinado sin contacto por un sistema de medición de luz.

Por su parte, el documento US20010870485, publicado como US2002019688 (A1 ), describe un sistema de monitoreo del sistema de frenos de tractores, camiones, trailers o autobuses que utilizan el sistema de frenos de aire. Esta invención provee un aparato para monitorear el sistema de frenos de tambor de excéntrica en "S", que comprende un transductor el cual convierte el movimiento de rotación de los frenos de tambor de excéntrica en "S" en una señal eléctrica. Esta señal es usada como la entrada para un sistema de microprocesador que analiza y compara para determinar la condición de las operaciones de los frenos.

El documento GR20010400010T, publicado como GR3035192 (T3), describe un sistema de detección que tiene al menos dos detectores del desgaste de frenos y una alarma indicadora. Utiliza un primer cable eléctrico el cual conecta eléctricamente el detector de desgaste y un segundo cable, conectado al primero, el cual se extiende a una rama a la cual el indicador de alarma está conectado. Los detectores de desgaste están diseñados para ser instalados en cada pastilla de freno en cada lado de un freno de disco.

OBJETO DE LA INVENCIÓN Un primer objeto de esta invención consiste en un sistema de detección del desgaste de los componentes del sistema de frenos de aire en vehículos automotores como camiones o remolques equipados con dicho sistema, el cual posee un detector de pulso para monitorear el desgaste de los forros de los frenos, el cual activa un sistema de alarma y GPS (Sistema de posicionamiento global por sus siglas en inglés).

Un segundo objeto de la invención consiste en un método para detectar el desgaste de los forros del sistema de frenos, utilizando el dispositivo característico de esta invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los detalles característicos de este sistema se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan, así como una ilustración de aquellos y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes y las figuras mostradas.

La Figura 1 muestra una vista frontal seccionada del sensor principal del sistema. 2. La Figura 2 muestra una vista isométrica seccionada del sensor principal del sistema. 3. La Figura 3 muestra un diagrama del sistema aplicado en los frenos de un vehículo automotor.

En las figuras anteriores se pueden apreciar los siguientes componentes: (1 ) Sensor principal de pulso del sistema. (2) Tuercas encontradas para sujetar el sensor. (3) Arandela para sujetar el sensor. (4) Resorte segmentado. (5) "Trade". (6) Sensores. (7) Goma. (8) Portabalatas. (9) Matraca. (10) Sistema de alarma. (1 1 ) Cableado de conexión que envía las señales visuales y activa la torreta.

En los frenos de tambor, las fuerzas que ejerce la zapata y los forros de contacto con el tambor, generan un desgaste en ambas superficies, así como en los reguladores y compensadores. Los reguladores y compensadores cumplen su función pero no evitan el rose del remache en el tambor ni el desgaste de los bujes, al rotar en ellos la leva y el árbol de levas, ocasionando estos desgastes la pérdida de presión y fricción entre el tambor y los forros, lo que trae como consecuencia el mal funcionamiento del sistema de frenos.

Como se mencionó anteriormente, la presente invención consiste en un sistema de detección del desgaste de los componentes del sistema de frenos de aire en vehículos automotores como camiones o remolques equipados con dicho sistema, el cual posee un detector de pulso (1 ) que se coloca en los tambores de los vehículos para monitorear el desgaste de los forros de los frenos, el cual activa un sistema de alarma (10) y GPS (Sistema de posicionamiento global por sus siglas en inglés). Al momento del contacto entre el tambor y el detector de desgaste de los forros (1 ), se activa un sistema de alarma (10) y GPS antes de llegar a los remaches, permitiendo detectar a tiempo el desgaste en los bujes y tambores por la fricción de los remaches. Al momento del desgaste final de los forros, se detecta la falta de presión al frenar, con un detector de pulso en ajustador de tensión retro chamber, el cual se activa dependiendo del modelo del retro chamber, detectando así la falta de presión en el frenado, la cual es causada por la falta de aire, presión atmosférica, entre otras razones. Asimismo en cada vehículo 5ß instala en el panel de luces un sistema de advertencia con indicador de origen del desgaste de los componentes o la falta de presión en el sistema de frenos.

Claims (2)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1 . Un sistema de detección del desgaste de los componentes del sistema de frenos de aire en vehículos automotores, caracterizado porque comprende: - Un sensor detector de pulso que se coloca en los tambores del sistema de frenos, y una vez que se detecta el desgaste de los forros el sensor envía una señal al sistema de alarma y la torreta, permitiendo detectar a tiempo el desgaste en los bujes y tambores por la fricción de los remaches; - Un sistema de alarma que informa al usuario cuando al sensor ha detectado el desgaste de los componentes del sistema de frenos; - Un dispositivo de sistema de posicionamiento global para detectar la posición del vehículo, el cual permite también monitorear el sistema de frenos e informar al usuario; y - Una red de cableado para conectar los componentes anteriores.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado porque el sensor detector comprende: - Al menos una tuerca encontrada para sujetar el sensor; - Al menos una arandela para sujetar el sensor; - Un resorte segmentado; - Al menos un "trade"; - Al menos un sensor; y - Al menos una goma de sujeción: