ES2659171T3

ES2659171T3 - Método y herramienta para determinar el estado de deterioro de un disco de freno

Info

Publication number: ES2659171T3
Application number: ES15710879.6T
Authority: ES
Inventors: Manuele Cavalli
Original assignee: TEXA SpA
Current assignee: TEXA SpA
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: KR102298826B1; US10041556B2; EP3170712A1; JP2017506349A; US20170002884A1; KR20160125979A; EP3099549B1; JP6594338B2; EP3099549A2; WO2015111031A3; CN106104061B; WO2015111031A2; CN106104061A; EP3170712B1

Abstract

Un método para determinar el estado de deterioro de un disco de freno (2) de un sistema de freno de un vehículo, en donde el método comprende los pasos de: emitir, por medio de un cabezal emisor de luz (4), un haz de luz colimado (E) hacia una cara (3) del disco de freno (2) de modo de trazar al menos una línea de luz (L) en dicha cara (3), en donde dicho haz de luz colimado (E) se emite con el fin de tener una dirección esencialmente inclinada/oblicua con respecto al plano de asiento de dicha cara (3) del disco de freno (2), determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro de dicho disco de freno (2) de acuerdo con dicha línea de luz trazada (L), el método caracterizado porque comprende los pasos de: determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno (2) de acuerdo con la presencia o la ausencia, respectivamente, de uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea de luz trazada (L).

Description

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DESCRIPCION

Método y herramienta para determinar el estado de deterioro de un disco de freno.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se relaciona con un método y una herramienta para determinar el estado de deterioro de un disco de freno de un vehículo. En particular, la presente invención se relaciona con el diagnóstico del estado de deterioro y/o del estado de no deterioro de un disco de freno de un sistema de freno de un vehículo, tal como un vehículo a motor, por ejemplo, un vehículo a motor o una motocicleta o un vehículo sin motor, tal como, por ejemplo, una bicicleta o un vehículo remolcado, tal como un vagón, y/o cualquier vehículo similar que está provisto de al menos un disco de freno y la siguiente descripción hará referencia explícita a los mismos sin por ello perder generalidad.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Es sabido que el estado de deterioro de un disco de freno de un vehículo actualmente lo determina un técnico que en general es asignado a la reparación/mantenimiento del vehículo. El técnico observa y/o prueba y/o realiza mediciones del espesor/profundidad en la corona de la cara del disco de freno, por ejemplo, utilizando comparadores/calibres para detectar irregularidades superficiales que en general corresponden a muescas anulares, cuya profundidad es indicativa del estado de deterioro/desgaste del disco de freno.

Los métodos de análisis mencionados anteriormente se basan entonces en una evaluación puramente subjetiva cuya precisión depende en gran medida de la experiencia/conocimiento del técnico que realiza el análisis y por lo tanto puede estar sujeta a errores no despreciables.

La implementación del método mencionado anteriormente también requiere que se retire del vehículo la rueda que tiene incorporado el disco de freno de modo de facilitar al técnico el análisis de la cara del disco de freno. Obviamente, esta operación afecta significativamente el tiempo y los costes de la implementación del método.

GB 2 284 048 A describe un método de inspección de la superficie de una pieza de trabajo con el fin de detectar un defecto o la lisura de la superficie, tal como una superficie pintada o similar de la pieza de trabajo. El método comprende los pasos de: visualizar con los medios de visualización la luz reflejada y procesar una imagen para detectar la porción defectuosa en la superficie de la pieza de trabajo a partir de una porción oscura que aparece en la imagen de los medios de visualización.

DE 41 01 921 describe un aparato de medición de parámetros del conjunto de llanta/neumático de la rueda para una balanceadora de ruedas dinámica que tiene un huso en el que montar el conjunto de llanta/neumático de la rueda para que gire sobre el mismo, que comprende un medio de proyección de un haz de luz montado en la balanceadora de ruedas que provee un haz de luz direccionado a lo largo de una trayectoria hacia un conjunto de llanta/neumático de rueda en el huso, un medio óptico para convertir dicho haz de luz en un haz sustancialmente contenido en un único plano, un medio de detección de luz expuesto a la luz reflejada desde el área en la que el conjunto de llanta/neumático es impactado por el haz de luz convertido que provee señales sensibles a la misma, y un medio que recibe dichas señales provistas por dicho medio de detección de luz para proveer datos relacionados con las ubicaciones, dimensiones y configuración física de las características del conjunto de llanta/neumático de la rueda.

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

Por lo tanto, el solicitante realizó un estudio exhaustivo cuyo propósito era encontrar una solución que permitiera específicamente proveer, de forma rápida, simple, económica y objetiva, información indicativa del estado de deterioro/desgaste del disco de freno, sin retirar la rueda del vehículo.

Más específicamente, la solución encontrada por el solicitante tiene el propósito de determinar/leer/detectar el estado de deterioro preferentemente asociado con el desgaste del disco de freno sin retirar la rueda del vehículo, de modo de poder realizar un mantenimiento (servicio) rápido, económico y preciso del vehículo, siendo esta última característica esencial para llevar a cabo las pruebas de control de seguridad de los vehículos, en particular, durante su "revisión".

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, proveer una solución que logre los objetivos mencionados anteriormente.

Este objeto se logra mediante la presente invención en cuanto a que se relaciona con un método y una herramienta para determinar el estado de deterioro de un disco de freno, tal como se reivindica en las reivindicaciones adjuntas.

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BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Ahora se describirá la presente invención con referencia a las figuras adjuntas que ilustran una forma de realización no limitativa, en donde:

- la Figura 1 muestra esquemáticamente una herramienta en una condición operativa de diagnóstico para determinar el estado de deterioro de un disco de freno de un sistema de freno de un vehículo de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención con partes ampliadas en aras de la claridad,

- la Figura 2 es una vista superior de la herramienta mostrada en la Figura 1,

- la Figura 3 muestra esquemáticamente la sección longitudinal I-I de la herramienta mostrada en la Figura 2,

- la Figura 4 muestra esquemáticamente la herramienta mostrada en la Figura 1 insertada en un orificio de una llanta de una rueda de un vehículo, durante una condición operativa de diagnóstico,

- la Figura 5 muestra una vista en planta lateral de la herramienta mostrada en la Figura 1 en la condición operativa de diagnóstico con partes en corte y partes retiradas en aras de la claridad,

- las Figuras 6 y 7 muestran otros ejemplos de líneas de luz trazadas en el disco de freno por medio de la herramienta mostrada en la Figura 1, mientras que

- la Figura 8 muestra una forma de realización alternativa de la herramienta mostrada en la Figura 1.

MEJOR MODO PARA REALIZAR LA INVENCIÓN

Ahora se describirá en detalle la presente invención con referencia a las figuras adjuntas, de modo que una persona experta en la técnica pueda implementarla y utilizarla. Diversas modificaciones a las formas de realización descritas serán inmediatamente evidentes para el experto en la técnica y los principios generales descritos se pueden aplicar a otras formas de realización y aplicaciones sin apartarse del alcance de la presente invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, la presente invención no se debe considerar como limitada a las formas de realización descritas e ilustradas, sino que tiene el alcance de protección más amplio consistente con los principios y las características descritos y reivindicados en la presente.

El significado de los términos utilizados en la presente descripción de aquí en adelante serán ahora mejor definidos.

"Disco de freno" significa un disco, preferentemente hecho de un material metálico, tal como, por ejemplo, hierro fundido o acero o similar, o hecho de otros materiales no metálicos, tales como, por ejemplo, carbono o cerámico o similar. El disco de freno está montado o se puede montar en una rueda de un vehículo y está asociado con el sistema de freno del vehículo. El disco de freno tiene al menos una corona/pista periférica anular de frenado que es plana, preferentemente lisa (sustancialmente libre de irregularidades/asimetrías superficiales) en la que, en el uso, puede actuar al menos una zapata de freno del sistema de freno. Se hace notar que el disco de freno no está limitado al disco mencionado anteriormente, sino que podría, por ejemplo, presentar aberturas de enfriamiento y/o orificios adyacentes a la pista de frenado o formados sobre la misma.

"Irregularidad superficial" significa una o más muescas y/o incisiones y/o grietas y/o abolladuras y/o deformaciones y/o similares que están presentes en una cara del disco de freno causadas por el desgaste y/o por una rotura/daño genérico del disco de freno.

"Estado de deterioro" del disco de freno significa una condición de falla/desgaste/daño del disco de freno asociada con la presencia de al menos una irregularidad superficial en la cara del disco de freno, mientras que "estado de no deterioro" del disco de freno significa que no hay una alteración del disco asociada con la ausencia de irregularidades superficiales en la cara del disco de freno.

La presente invención se basa esencialmente en el principio de emitir/proyectar un haz de luz colimado, preferentemente un haz de luz láser (por ejemplo, un rayo de luz) en una cara del disco de freno para dibujar/trazar sobre dicha cara al menos una línea de luz preferentemente recta y detectar/determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno sobre la base de la presencia o la ausencia, respectivamente, de segmentos irregulares/distorsionados en la línea de luz trazada. El solicitante ha encontrado, mediante ensayos de laboratorio, que las irregularidades superficiales, tal como por ejemplo muescas anulares en la cara del disco de freno causadas, por ejemplo, por su desgaste, reflejan el haz de luz incidente de una manera diferente si se comparan con las porciones inmediatamente adyacentes lisas/planas (es decir, desprovistas de irregularidades/asimetrías superficiales), para de este modo causar en la pista de luz recta proyectada la formación

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de correspondientes segmentos de luz irregulares, es decir, porciones/segmentos/secciones troceadas/dentadas/curvadas de luz localizada que son indicativas del estado de deterioro del disco de freno.

Con este fin, con referencia a la forma de realización que se muestra en la Figura 1, el solicitante ha provisto una herramienta de diagnóstico de disco de freno 1, que está configurada para: emitir un haz de luz colimado E de modo que se proyecta sobre una cara 3 de un disco de freno 2 de un sistema de freno de un vehículo (que no se muestra), preferentemente, pero no necesariamente, un vehículo a motor, para dibujar/trazar en la cara radiada/impactada 3 al menos una línea de luz L que tiene una geometría predeterminada y determinar, tal como se describe en detalle a continuación, un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno 2 sobre la base de la línea de luz trazada L.

Con referencia a Figura 3, la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 comprende un cabezal emisor de luz 4 diseñado en el uso para generar/proyectar un haz de luz colimado E sobre la cara 3, preferentemente sobre la pista periférica anular de frenado 3a con el fin de dibujar/trazar en esta última al menos un segmento/línea L de luz que tiene una geometría predeterminada.

La herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 además comprende un dispositivo de adquisición electrónico de imágenes 5 para adquirir/capturar/leer la imagen de la línea de luz trazada L en la cara 3 del disco de freno 2 y un dispositivo de control electrónico 6 para procesar la imagen adquirida de modo de determinar la línea de luz trazada L con el fin de determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno 2 sobre la base de la geometría de la línea de luz trazada L y determinada.

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en la Figura 3, el cabezal emisor de luz 4 puede comprender convenientemente un dispositivo emisor de LASER 7 para generar el haz de luz LASER E a lo largo de una primera dirección y preferentemente, pero no necesariamente, un medio deflector óptico 8 que puede estar dispuesto en el dispositivo emisor de LASER 7 de modo de ser cruzado por el haz de luz emitido. El medio deflector óptico 8 puede estar convenientemente estructurado para impartir al haz de luz E, a lo largo de su trayectoria, una desviación angular predeterminada con respecto a la primera dirección de tal manera que en el uso la dirección de propagación del haz de luz colimado E emitido por la herramienta 1 está inclinado/es oblicuo con respecto al plano de asiento de la cara 3. El solicitante ha encontrado que al proyectar el haz de luz sobre la cara 3 en una dirección oblicua, es decir, que no es perpendicular a la cara 3, se obtiene de manera ventajosa una amplificación de los segmentos irregulares/distorsionados T posiblemente presentes en la línea de luz trazada L en la cara 3 de un disco de freno dañado/desgastado 2.

El dispositivo emisor de LASER 7 puede comprender, por ejemplo, un diodo LASER, mientras que el haz de luz LASER E emitido, después de cruzar el medio deflector óptico 8, puede corresponder a un plano o un rayo de luz, tal como se muestra en la Figura 1 y convenientemente puede tener un intervalo de longitud de onda preferentemente, pero no necesariamente, comprendido en el espectro de luz visible verde o rojo. El solicitante ha encontrado que al trazar una línea delgada (con un espesor/ancho menor que, por ejemplo, aproximadamente 5 mm) de color monocromático (por ejemplo, rojo o verde) en la cara 3, incluso en presencia de luz solar, se obtiene un aumento de la visibilidad de los segmentos irregulares/distorsionados T y una mayor precisión de diagnóstico.

Está claro que la presente invención no se limita a la emisión/proyección de un haz de luz LASER E, sino que provee formas de realización alternativas/diferentes a las mencionadas anteriormente. Por ejemplo, de acuerdo con una forma de realización diferente (que no se muestra), el cabezal emisor de luz 4 puede comprender, por ejemplo, al menos un LED (light emitting diode, diodo emisor de luz) preferentemente monocromático o fuentes de luz similares y un dispositivo colimador formado por al menos una lente y/o un espejo adyacente al LED y diseñado para colimar el haz de luz emitido por el LED de modo de trazar la línea de luz L en el disco de freno 2. Los métodos/dispositivos para colimar un haz de luz en una superficie ya son conocidos y por lo tanto no serán descrito más detalladamente.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 3 y 5, el medio deflector óptico 8 puede comprender uno o más prismas ópticos o dispositivos similares que pueden estar dispuestos, por ejemplo, en cascada, en posiciones que están sustancialmente alineadas y/o orientadas hacia el dispositivo emisor de LASER 7 de modo que cruza y/o refleja el haz de luz para asegurar que en el uso se forme un ángulo de incidencia a predeterminado con la cara 3 del disco de freno 2.

De acuerdo con la forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 3 y 5, el dispositivo de adquisición de imágenes 5 comprende al menos un dispositivo sensor 9 que está preferentemente dispuesto de tal manera que en el uso su superficie sensible a la luz está sustancialmente orientada hacia la línea de luz trazada L en la cara 3 y está configurado para generar datos/señales eléctricas asociadas con la codificación de la imagen adquirida y leída. El dispositivo sensor 9 puede convenientemente comprender al menos un sensor de lectura CMOS (complementary metal oxide semiconductor, semiconductor complementario de óxido metálico). Típicamente, los sensores CMOS para leer imágenes se utilizan en cámaras y como son conocidos no se describirán con más detalle. De acuerdo con una posible forma de realización, el dispositivo sensor 9 puede comprender una cámara

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CMOS para color o para blanco y negro. El solicitante ha encontrado que el uso de una cámara CMOS para blanco y negro aumenta de forma económica la resolución de la imagen adquirida.

Sin embargo, está claro que la presente invención no se limita al uso de un sensor de lectura CMOS, sino que se pueden proveer formas de realización alternativas/diferentes en las que el dispositivo sensor 9 puede, por ejemplo, incluir uno o más sensores CCD (charge-coupled device, dispositivo de carga acoplada) o similares.

De acuerdo con la forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 2 y 3, el dispositivo de adquisición de imágenes 5 también puede preferentemente incluir una lente 10 que está asociada con el dispositivo sensor 9 de modo de proyectar/enfocar la imagen sobre la superficie sensible a la luz del dispositivo sensor 9. La lente 10 puede preferentemente comprender un amplio sistema óptico angular o cualquier sistema óptico similar acoplado apropiadamente con el dispositivo sensor 9 u orientado hacia el mismo. De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida, la lente 10 puede comprender una lente tipo ojo de pez que además de ser convenientemente económica permite obtener un campo angular particularmente grande. Preferentemente, la lente 10 puede comprender una lente tipo ojo de pez que convenientemente tiene un campo angular de aproximadamente 175°.

De acuerdo con la forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 3 y 5, el dispositivo de control 6 puede incluir, por ejemplo, un microprocesador y/o cualquier circuito/dispositivo electrónico/eléctrico similar y se puede configurar para activar/controlar el cabezal emisor de luz 4, en respuesta a un comando emitido por un usuario, tal como para trazar la línea de luz L en la cara 3 del disco de freno 2, para activar/controlar el dispositivo de adquisición de imágenes 5 con el fin de recibir la imagen de la línea de luz trazada L, para procesar la imagen recibida para determinar cualesquiera segmentos irregulares/distorsionados T y para determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro sobre la base de tales segmentos irregulares/distorsionados T determinados.

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 1, 6 y 7, el dispositivo de control 6 se puede configurar de modo de comparar la línea de luz trazada L con una línea de luz de referencia predeterminada teórica R (que se muestra a modo de ejemplo con una línea de puntos en las Figuras 1, 6 y 7) asociada con la ausencia de desgaste del disco de freno 2, es decir, una línea de luz trazada en un disco de freno no deteriorado 2, en el que la cara 3 está, por ejemplo, preferentemente lisa y libre de muescas y determinar el estado de deterioro/estado de no deterioro del disco de freno 2 en base a comparación.

De acuerdo con una forma de realización preferida, el dispositivo de control 6 se puede configurar de modo de determinar las desviaciones, a saber, los segmentos irregulares/distorsionados T sobre la base de la comparación entre la línea de luz trazada L y la línea de referencia predeterminada teórica R y determinar el estado de deterioro del disco de freno 2 sobre la base de los segmentos irregulares/distorsionados T determinados.

De acuerdo con la forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en la Figura 1, el cabezal emisor de luz 4 está configurado para dibujar/trazar en la cara 3 del disco de freno 2 una línea de luz recta L, mientras que el dispositivo de control 6 está configurado para comparar la línea de luz trazada L con una línea de referencia recta R de modo de identificar los segmentos irregulares/distorsionados T en la línea de luz trazada L. Los segmentos irregulares/distorsionados T pueden corresponder a secciones donde la línea está localmente quebrada y/o dentada y/o curvada. El solicitante ha encontrado que la proyección de una línea de luz recta L en el disco de freno 2 y el uso de una línea de referencia recta R permite simplificar convenientemente las operaciones para determinar el estado de deterioro del disco de freno 2 y de ese modo reducir la potencia de cálculo requerida. Sin embargo, está claro que

la presente invención no está limitada a la proyección de una línea de luz recta L y a la comparación de la misma

con una línea de referencia recta R, sino que se pueden proveer formas de realización alternativas/diferentes en donde, por ejemplo, la línea de luz/línea de referencia son curvas, por ejemplo, un semicírculo o comprenden

algunos patrones de luz predeterminados, por ejemplo, provistos de una pluralidad de líneas rectas mutuamente

paralelas de modo de formar, por ejemplo, un peine de luz (que se muestra en la Figura 6) o líneas rectas perpendiculares que forman, por ejemplo, una cuadrícula de luz (que se muestra en la Figura 7).

De acuerdo con la forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en la Figura 1, la línea de luz recta trazada L se puede extender en la pista de frenado 3a del disco de freno 2, preferentemente a lo largo de una dirección sustancialmente radial al disco de freno 2. El solicitante ha encontrado que el trazado de una línea de luz sustancialmente radial en la cara 3 simplifica la detección de cualquier irregularidad superficial anular S (por ejemplo, muescas anulares) en la cara 3.

De acuerdo con la forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en la Figura 1, la línea de luz recta trazada L puede preferentemente tener una longitud más corta o igual que el ancho radial de la superficie de frenado 3a del disco de freno 2.

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 1 - 5, el dispositivo de control 6 se puede configurar para determinar el estado de deterioro cuando la línea de luz trazada L tiene al menos una

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deformación localizada o un segmento irregular T, por ejemplo, un segmento irregular y/o quebrado y/o discontinuo y/o curvo, y provee/genera uno o más datos/señales de diagnóstico del disco de freno indicativos del estado de deterioro/estado de no deterioro determinado.

Para este propósito, la herramienta 1 puede incluir un sistema de interfaz de usuario 17 configurado para recibir los datos/señales de diagnóstico del disco de freno del dispositivo de control 6 y comunicar al usuario la información indicativa del estado de deterioro/estado de no deterioro determinado. Está claro que el sistema de interfaz de usuario 17 puede comprender cualquier dispositivo de interfaz que pueda proveer información a un usuario. Por ejemplo, el sistema de interfaz de usuario 17 puede estar estructurado para generar una vibración perceptible al tacto para el usuario (zumbador o dispositivos similares) y/o generar mensajes visuales (pantalla o dispositivos similares) y/o generar mensajes de voz (altavoz o dispositivos similares). Además o como una alternativa al sistema de interfaz de usuario 17, la herramienta 1 se puede diseñar para comunicar los datos/señales de diagnóstico del disco de freno (relacionados con el estado de deterioro/estado de no deterioro) a uno o más dispositivos adicionales (tales como dispositivos remotos provistos de una interfaz de comunicación de diagnóstico al usuario) y/o a una red de dispositivos (que no se muestran) a través de dispositivos/sistemas de comunicación de datos/señales inalámbricas y/o cableadas 18. Está claro que los dispositivos de comunicación de datos/señales inalámbricas 18 pueden utilizar, como un medio de transmisión, ondas de radio y/o luz infrarroja y/o sistemas de laser e implementar protocolos de comunicación conocidos (Bluetooth, IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers, Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica), GPRS (general packet radio service, servicio general de paquetes por radio), Wi-Fi (wireless fidelity, fidelidad inalámbrica) o similares).

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 1 - 5, el dispositivo de control 6 se puede configurar para determinar (y comunicar) la ausencia de un estado de deterioro cuando la línea de luz trazada L y determinada coincide sustancialmente con la respectiva línea de referencia R.

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 puede incluir una carcasa exterior 11 hecha de material rígido, tal como plástico o metal o similar, que preferentemente tiene la forma de un elemento tubular alargado conformado para ser sujetado por el usuario y que aloja el cabezal emisor de luz 4, el dispositivo de adquisición de imágenes 5 y preferentemente el sistema de interfaz de usuario 17 y el dispositivo/sistema de comunicación de datos/señales de diagnóstico de freno 18.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la carcasa 11 puede comprender una primera porción tubular 12 que se extiende a lo largo de un eje longitudinal A y una segunda porción tubular 13 que tiene un extremo acoplado giratoriamente al extremo inmediatamente adyacente de la primera porción tubular 12 de modo que gira alrededor del eje A con respecto a la primera porción tubular 12.

De acuerdo con una forma de realización diferente, los extremos enfrentados de la primera porción tubular 12 y, respectivamente, de la segunda porción tubular 13 se pueden acoplar mutuamente por medio de una junta articulada o un mecanismo similar (que no se muestra) para asegurar que en el uso la segunda porción tubular 13 puede girar libremente alrededor del eje A y/o cambiar su ángulo con respecto al eje A.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la primera porción tubular 12 puede comprender un manguito que tiene una forma sustancialmente cilíndrica, preferentemente monolítica, hecha de plástico y/o metal o materiales similares que se extiende a lo largo del eje A y está conformada para formar el mango de la herramienta de diagnóstico 1.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la segunda porción tubular 13 puede comprender un manguito que tiene una forma sustancialmente cilíndrica, preferentemente hecha de plástico y/o metal o materiales similares y está conformada de modo de tener en su extremo distal, opuesto al extremo acoplado a la primera porción tubular 12, una superficie de apoyo plana 14 que en el uso está destinada a estar dispuesta de modo colindante con la cara 3 del disco de freno 2 (Figura 5), de modo que el haz de luz colimado E generado por el cabezal emisor de luz 4 impacta la cara 3 oblicuamente al plano de asiento de la cara 3.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la superficie de apoyo plana 14 puede corresponder a un bisel dispuesto en un plano inclinado con respecto al eje A de modo de formar un ángulo plano y con el eje A. Preferentemente, el ángulo plano y puede estar comprendido entre aproximadamente 30° y aproximadamente 70°. El ángulo plano y preferentemente puede ser de aproximadamente 50°.

El ángulo de incidencia a del haz de luz E en la cara 3 puede ser un ángulo agudo predeterminado, preferentemente comprendido entre aproximadamente 4° y 14°. De manera conveniente, el ángulo de incidencia a puede ser de aproximadamente 9°. El solicitante ha encontrado que un ángulo de incidencia a de aproximadamente 9° permite

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obtener una amplificación óptima de posibles segmentos irregulares/distorsionados T en la línea de luz trazada L.

De acuerdo con una forma de realización preferida, el dispositivo emisor de LASER 7 puede estar convenientemente dispuesto en la segunda porción tubular 13 de tal manera que la distancia recorrida por el haz de luz colimado E antes de impactar la cara 3 es menor que aproximadamente 20 mm. El solicitante ha encontrado que mediante la emisión del haz de luz colimado E a una distancia de aproximadamente 20 mm de la cara 3, es decir, mediante la colocación del dispositivo emisor de LASER 7 a tal distancia de la cara 3, se obtiene una convergencia óptima de los rayos en todo el ancho de la cara 3 de modo de trazar una línea de luz clara y nítida L sobre la misma.

Con el fin de asegurar el mantenimiento de la superficie de apoyo plana 14 dispuesta de modo colindante con la cara 3, la herramienta de diagnóstico 1 puede estar convenientemente provista de un sistema de acoplamiento magnético 15. De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, el sistema de acoplamiento magnético 15 puede incluir uno o más imanes permanentes o electroimanes o dispositivos magnéticos similares que están apropiadamente integrados/alojados en la segunda porción tubular 13, preferentemente en la superficie de apoyo plana 14 para asegurar que esta última sea empujada hacia la cara metálica 3 del disco de freno 2, gracias a la atracción magnética del sistema de acoplamiento magnético 15.

De acuerdo con una forma de realización preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la segunda porción tubular 13 tiene centralmente y preferentemente en el lado opuesto a la superficie de apoyo plana 14, una cavidad/concavidad 16 que aloja a la lente 10. De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, en la cavidad/concavidad 16 está conformado un orificio pasante dentro del cual se ajusta una porción cilíndrica de la lente 10. Preferentemente, la lente 10 se puede ajustar en el orificio pasante de modo que el eje de la lente, en la Figura 3 indicado como eje B, conforma con el plano de la superficie de apoyo plana 14 y en el uso con la cara 3, un ángulo plano p comprendido entre aproximadamente 25° y 35°, preferentemente de 30°. El solicitante ha encontrado que al posicionar el eje B de la lente 10 de acuerdo con el ángulo p de aproximadamente 30°, se obtiene una adquisición de imagen óptima de la línea de luz trazada L en la cara 3.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa preferida que se muestra en las Figuras 1, 2 y 3, la segunda porción tubular 13 tiene en el extremo distal, inmediatamente al lado de la superficie de apoyo plana 14, una abertura pasante que aloja un prisma óptico del medio deflector óptico 8 que en el uso es cruzado por el haz de luz E generado por el dispositivo emisor de LASER 7 para proyectar el rayo de luz en la cara 3 enfrentada.

De acuerdo con una forma de realización alternativa que se muestra en la Figura 8, la disposición del cabezal emisor de luz 4 y del dispositivo de adquisición de imágenes 5 en la segunda porción tubular 13 de la carcasa 11 está sustancialmente invertida con respecto a la configuración descrita anteriormente. Preferentemente, el dispositivo de adquisición de imágenes 5 está dispuesto en la segunda porción tubular 13 en el extremo distal, inmediatamente al lado de la superficie de apoyo plana 14. Preferentemente, la segunda porción tubular 13 tiene en una superficie plana frontal 22, inmediatamente adyacente y contigua a la superficie de apoyo plana 14 y sustancialmente ortogonal a la misma, un orificio pasante en donde se ajusta una porción cilíndrica de la lente 10 del dispositivo sensor 9. Preferentemente, la lente 10 se puede ajustar en el orificio pasante de la superficie plana frontal 22 de modo que el eje B forma con el plano de asiento de la superficie de apoyo plana 14 y en el uso con la cara 3, un ángulo plano p comprendido entre aproximadamente 2° y 5°, preferentemente de 3°.

Preferentemente, la cavidad/concavidad 16 de la segunda porción tubular 13 puede en cambio alojar el prisma óptico del medio deflector óptico 8 que en el uso es cruzado por el haz de luz E generado por el dispositivo emisor de LASER 7 para proyectar el rayo de luz en la cara 3 enfrentada con un ángulo de incidencia a preferentemente comprendido entre aproximadamente 29° y 31°, preferentemente de 30°.

De aquí en adelante se describirá el método para determinar el estado de deterioro del disco de freno.

El método comprende el paso de posicionar la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 con su superficie de apoyo plana 14 dispuesta de modo colindante con la cara 3 del disco de freno 2. En este paso, la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 se puede convenientemente insertar en un orificio pasante en la llanta 20 de la rueda (Figuras 4 y 5) de modo de tener la superficie de apoyo plana 14 dispuesta de modo colindante con la cara 3 del disco de freno 2 sin tener que retirar el disco de freno de la rueda/llanta 20. La superficie de apoyo plana 14 puede estar mantenida de modo colindante con la cara 3 por medio del sistema de acoplamiento magnético 15. El método comprende el paso de hacer funcionar la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 emitiendo un comando de funcionamiento. Para este propósito, la herramienta de diagnóstico de disco de freno 1 puede incluir, por ejemplo, un dispositivo de control manual 19 dispuesto en la carcasa 11 que tiene la capacidad de generar la señal de funcionamiento en respuesta a una acción manual del usuario. Sin embargo, está claro que como una alternativa y/o además, el comando de funcionamiento también podría ser emitido por un dispositivo adicional, tal como una unidad de control remoto (que no se muestra), de modo de ser recibido por el dispositivo de control 6 a través del sistema/dispositivo de comunicación de datos/señales 18.

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En respuesta al comando de funcionamiento, el método provee que el dispositivo de control 6 controle el cabezal emisor de luz 4 de manera que este último emita el haz de luz E (apropiadamente tratado/colimado para preferentemente corresponder a un rayo de luz) hacia la cara 3 del disco de freno 2 de modo de trazar en la cara 3 al menos una línea de luz L. De acuerdo con una posible forma de realización simplificada de la herramienta 1, en la que solo se provee el uso/funcionamiento del cabezal emisor 4 (condición en la que, por ejemplo, la herramienta 1 puede no comprender o puede que no funcione, el dispositivo de adquisición de imágenes 5), el método provee el paso de determinar la presencia de un estado de deterioro del disco de freno 2 sobre la base de la observación directa del usuario de los segmentos irregulares T en la línea de luz trazada L en la cara 3. Obviamente, en este caso, el disco de freno debe ser observable por el usuario y por lo tanto, preferentemente se lo debe retirar de la rueda.

De acuerdo con una forma de realización preferida, el método además provee que el dispositivo de control 6 controle el dispositivo de adquisición de imágenes 5 para asegurar que este último adquiera la imagen que contiene la línea de luz trazada L, que determine la línea de luz trazada L procesando la imagen adquirida y determine el estado de deterioro del disco de freno 2 sobre la base de la línea de luz trazada L y determinada. El método también provee que el dispositivo de control 6 compare la línea de luz trazada L con dicha línea de referencia R con el fin de determinar los segmentos geométricos irregulares/distorsionados T y determine un estado de deterioro o un estado de no deterioro sobre la base de la presencia o la ausencia, respectivamente, de los segmentos geométricos irregulares/distorsionados T determinados. El método también provee que el dispositivo de control 6 provea los datos/señales de diagnóstico de disco de freno y que el sistema de interfaz de usuario 17 provea al usuario la información asociada con los datos/señales de diagnóstico del disco de freno.

El método puede proveer que el dispositivo de control 6 esté configurado de modo de determinar una serie de informaciones sobre el desgaste asociado con el grado de desgaste del disco de freno sobre la base de los parámetros geométricos que caracterizan a los segmentos irregulares/distorsionados T determinados. La información sobre el desgaste, es decir, los parámetros geométricos, puede incluir, por ejemplo, la profundidad y/o la posición de una o más muescas S en la cara 3 y/o información similar adicional.

La herramienta de diagnóstico de disco de freno mencionada anteriormente es particularmente ventajosa ya que tiene la capacidad de proveer de manera rápida, simple y objetiva una indicación precisa del estado de deterioro o del estado de no deterioro del disco de freno, sin que requiera retirar la rueda del vehículo.

Finalmente, está claro que el método y la herramienta de diagnóstico descritos e ilustrados se pueden modificar y variar sin apartarse del alcance de la presente invención definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un método para determinar el estado de deterioro de un disco de freno (2) de un sistema de freno de un vehículo, en donde el método comprende los pasos de: emitir, por medio de un cabezal emisor de luz (4), un haz de luz colimado (E) hacia una cara (3) del disco de freno (2) de modo de trazar al menos una línea de luz (L) en dicha cara (3), en donde dicho haz de luz colimado (E) se emite con el fin de tener una dirección esencialmente inclinada/oblicua con respecto al plano de asiento de dicha cara (3) del disco de freno (2), determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro de dicho disco de freno (2) de acuerdo con dicha línea de luz trazada (L),

el método caracterizado porque comprende los pasos de:

determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno (2) de acuerdo con la presencia o la ausencia, respectivamente, de uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea de luz trazada (L).
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende el paso de determinar uno o más de dichos segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea de luz trazada (L) de acuerdo con una comparación entre dicha línea de luz trazada (L) y una línea de referencia (R) asociada con un estado de no deterioro de dicho disco de freno (2).
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende los pasos de: adquirir/capturar la imagen de dicha línea de luz (L) que es trazada en la cara (3) del disco de freno (2), por medio de un dispositivo electrónico de adquisición de imágenes (5), procesar dicha imagen de dicha línea de luz trazada (L) adquirida/capturada por medio de un dispositivo de control electrónico (6) de modo de determinar localmente uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea de luz trazada (L).
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende los pasos de: comparar, por medio de dicho dispositivo de control electrónico (6), dicha línea de luz trazada (L) con dicha línea de referencia (R) y determinar localmente en dicha línea (L) uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) de acuerdo con dicha comparación, determinar dicho estado de deterioro del disco de freno (2), por medio de dicho dispositivo de control electrónico (6) de acuerdo con uno o más segmentos irregulares/distorsionados (T) determinados.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende el paso de determinar un estado de no deterioro de acuerdo con la ausencia de uno o más segmentos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea de luz trazada (L).
6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende el paso de comunicar/señalizar automáticamente al usuario por medio de un sistema de interfaz de usuario (17) la información asociada con dicho estado de deterioro o estado de no deterioro determinados.
7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha al menos una línea de luz (L) que es trazada en la cara (3) de dicho disco de freno (2) comprende una línea recta.
8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el haz de luz (E) impacta dicha cara (3) con un ángulo de incidencia comprendido entre aproximadamente 4° y aproximadamente 14°.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el haz de luz (E) impacta dicha cara (3) con un ángulo de incidencia comprendido entre aproximadamente 2° y aproximadamente 4°.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha línea de luz trazada (L) es esencialmente radial a dicho disco de freno (2).
11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho haz de luz (E) es emitido por dicho cabezal emisor de luz (4) a una distancia menor que aproximadamente 20 mm de dicha cara (3) de dicho disco de freno (2).
12. Una herramienta para determinar el estado de deterioro de un disco de freno (2) de un sistema de freno de un vehículo, que comprende:

un cabezal emisor de luz (4) diseñado para emitir un haz de luz (E) hacia una cara (3) del disco de freno (2) de modo de trazar al menos una línea de luz (L) en dicha cara (3), en que dicho cabezal emisor de luz (4) está configurado para emitir un haz de luz colimado (E) que tiene una dirección esencialmente inclinada/oblicua con respecto al plano de asiento de dicha cara (3), y

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medios (5) (6) para determinar el estado de deterioro de dicho disco de freno (2) de acuerdo con dicha línea de luz (L) que es trazada en dicha cara (3)

dicha herramienta caracterizada porque dichos medios (5) (6) para determinar el estado de deterioro de dicho disco de freno (2) comprenden:

un dispositivo de adquisición electrónico (5) configurado de modo de adquirir/capturar la imagen de dicha línea de luz trazada (L), y

un dispositivo de control electrónico (6) configurado como para: procesar dicha imagen adquirida/capturada por dicha línea de luz trazada (L) de modo de determinar localmente uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T) en dicha línea (L), determinar un estado de deterioro o un estado de no deterioro del disco de freno (2) de acuerdo con la presencia o la ausencia, respectivamente, de dichos uno o más segmentos geométricos irregulares/distorsionados (T).
13. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende un sistema de interfaz de usuario (17) que está configurado de modo de comunicar/señalizar automáticamente al usuario la información asociada con dicho estado de deterioro o estado de no deterioro determinados.
14. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende una carcasa tubular (11) que se extiende a lo largo de un eje longitudinal (A) y que tiene en un extremo una superficie de apoyo (14) diseñada para estar dispuesta de modo colindante con la cara (3) del disco de freno (2), de modo que el haz de luz colimado (E) generado por el cabezal emisor de luz (4) impacta la cara (3) oblicuamente con respecto al plano de asiento de la cara (3) en sí misma.
15. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho cabezal emisor de luz (4) está configurado de modo que el haz de luz (E) impacta dicha cara (3) con un ángulo de incidencia (a) comprendido entre aproximadamente 4° y aproximadamente 14°.
16. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho cabezal emisor de luz (4) está configurado de modo que el haz de luz (E) impacta dicha cara (3) con un ángulo de incidencia (a) comprendido entre aproximadamente 2° y aproximadamente 4°.
17. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho dispositivo electrónico de adquisición de imágenes (5) comprende un dispositivo sensor (9) que tiene una superficie sensible a la luz y una lente (10) que está asociada con el dispositivo sensor (9) de modo de proyectar/enfocar la imagen adquirida/capturada en la superficie sensible a la luz del dispositivo sensor (9) en sí mismo.
18. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 17, en donde dicha lente (10) comprende una lente tipo ojo de pez.
19. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho cabezal emisor de luz (4) comprende un dispositivo emisor de LASER (7) diseñado para generar el haz de luz LASER (E) a lo largo de una primera dirección y un medio deflector óptico (8) diseñado para deflectar dicho haz de luz LASER (E) a lo largo de dicha primera dirección de modo que el ángulo de incidencia (a) del haz de luz (E) en dicha cara (3) es un ángulo agudo predeterminado.
20. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 19, en donde dicho dispositivo emisor de LASER (7) está dispuesto en dicha carcasa (11) de modo de tener en el uso una distancia de emisión del haz de luz (E) menor que aproximadamente 20 mm a dicha cara (3) de dicho disco de freno (2).
21. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el haz de luz (E) emitido por el cabezal emisor de luz (4) es un rayo de luz.
22. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende un medio magnético (15) diseñado para mantener dicha superficie de apoyo (14) colindante con dicha cara (3).