具有溫度測(cè)量裝置的車輪軸承總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的車輪軸承總成。
【背景技術(shù)】
[0002]車輪軸承的溫度發(fā)展是軸承功能狀態(tài)的重要指標(biāo)。例如，溫度升高通常表示出車輪軸承的故障。因此，車輪軸承溫度的定期監(jiān)測(cè)是用于檢查車輪軸承的適當(dāng)?shù)男阅芤约安僮靼踩缘暮线m手段。
[0003]用于監(jiān)測(cè)車輪軸承溫度的一種可能是在車輪軸承上設(shè)置溫度傳感器，該溫度傳感器將溫度信號(hào)發(fā)送至車輛座艙內(nèi)的顯示裝置。例如，能夠借助于改變其作為溫度的函數(shù)的傳導(dǎo)率的電阻器來(lái)測(cè)量溫度。然而，這樣的溫度測(cè)量系統(tǒng)在拖車車輛中還不常見(jiàn)。這種情況的一個(gè)原因在于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另一個(gè)原因在于用電纜導(dǎo)管對(duì)旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行測(cè)量是復(fù)雜的。
[0004]用于檢測(cè)車輪軸承過(guò)熱的另一種已知方法是使用當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)不可逆地改變顏色的溫度標(biāo)簽。以這樣的方式，能夠判斷車輪軸承在過(guò)去是否超過(guò)了特定溫度。
[0005]例如，從DE10242199A1已知借助于熱點(diǎn)的車輪軸承溫度監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供能夠以簡(jiǎn)單、有成本效益的和有意義的方式確定過(guò)熱的車輪軸承總成。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的車輪軸承總成來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在從屬權(quán)利要求和下面的說(shuō)明(特別是結(jié)合附圖)中指出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的車輪軸承總成，特別地商用車輛的車輪軸承總成包括:輪轂，其借助于至少一個(gè)車輪軸承安裝在車軸元件上;和溫度測(cè)量裝置，其從所述車輪軸承總成的外側(cè)是可見(jiàn)的，用于測(cè)量和顯示所述車輪軸承超過(guò)了極限溫度。根據(jù)本發(fā)明，提供了:溫度測(cè)量裝置包括至少兩個(gè)單獨(dú)的溫度測(cè)量元件，每個(gè)溫度測(cè)量元件經(jīng)由或沿著熱傳導(dǎo)路徑以熱傳導(dǎo)的方式連接至所述車輪軸承并且在預(yù)定的觸發(fā)溫度下經(jīng)受視覺(jué)上可識(shí)別的變化，其中，所述至少兩個(gè)溫度測(cè)量元件以當(dāng)所述車輪軸承升溫時(shí)，所述至少兩個(gè)溫度測(cè)量元件以不同的速率升溫的方式而被布置，且/或所述溫度測(cè)量元件具有不同的觸發(fā)溫度。
[0009]由于根據(jù)本發(fā)明的車輪軸承總成，不僅能夠使最大峰值溫度能夠得到顯示，而且還能夠識(shí)別:該峰值溫度是僅短暫地出現(xiàn)還是相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間地一直存在。
[0010]為此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，彼此空間分離的至少兩個(gè)溫度測(cè)量元件以車輪軸承的溫度升高以不同的速率被傳遞至溫度測(cè)量元件的方式經(jīng)由熱傳導(dǎo)路徑而被布置于且/或連接至車輪軸承。因此，升高的車輪軸承溫度被傳遞至一個(gè)溫度測(cè)量元件的速率比被傳遞至另一個(gè)溫度測(cè)量元件的速率更快。如果升高的溫度僅短暫地出現(xiàn)，那么僅在一個(gè)溫度測(cè)量元件中達(dá)到溫度測(cè)量元件的預(yù)定觸發(fā)溫度。溫度以較小速率被傳遞至的另一個(gè)溫度測(cè)量元件在這種情況下不會(huì)有反應(yīng)。然而，如果超高的車輪軸承溫度在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)一直存在，那么第二溫度測(cè)量元件也達(dá)到它的觸發(fā)溫度。因此，包含獨(dú)立的、不同地布置的溫度測(cè)量元件的根據(jù)本發(fā)明的車輪軸承總成發(fā)送關(guān)于車輪軸承中超過(guò)規(guī)定極限溫度的時(shí)長(zhǎng)的信息。如果極限溫度僅短暫地出現(xiàn)，那么僅一個(gè)溫度測(cè)量元件被觸發(fā)。如果極限溫度相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間地一直存在，那么兩個(gè)溫度測(cè)量元件都被觸發(fā)。優(yōu)選地，溫度測(cè)量元件以這樣的方式被布置:達(dá)到觸發(fā)溫度的時(shí)間差在幾分鐘或幾小時(shí)的范圍內(nèi)，例如，至少5分鐘、至少10分鐘、至少30分鐘或至少I小時(shí)。
[0011]本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn):車輪軸承溫度的升高首先造成圍繞車輪軸承的結(jié)構(gòu)體(例如，輪轂)的升溫，即熱能量(焓)存儲(chǔ)于所述結(jié)構(gòu)體。不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)發(fā)生于所述結(jié)構(gòu)體，在這種情況下，時(shí)變熱流從車輪軸承流向車輪軸承總成的表面。熱量最后經(jīng)由熱傳遞從所述表面消散至環(huán)境中。在不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)期間，所述結(jié)構(gòu)體中的溫度是時(shí)間的函數(shù)。因此，車輪軸承總成表面處的溫度同樣隨時(shí)間變化。不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)進(jìn)行直至可能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即不依賴于時(shí)間的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，溫度不再隨時(shí)間變化且發(fā)生從車輪軸承至環(huán)境的恒定熱流。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，形成于車輪軸承中的熱量的至少一部分經(jīng)由熱傳導(dǎo)路徑被傳導(dǎo)至溫度測(cè)量元件。例如，由于它的材料特性或它的體積或它的長(zhǎng)度，熱傳導(dǎo)路徑中能夠存儲(chǔ)的能量越多，熱量滲透(即，溫度升高的傳播)就發(fā)生得越緩慢。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置不同的熱傳導(dǎo)路徑來(lái)利用該發(fā)現(xiàn)，不同的熱傳導(dǎo)路徑實(shí)現(xiàn)了一個(gè)溫度測(cè)量元件相比于另一個(gè)溫度測(cè)量元件的延遲變熱。第一熱傳導(dǎo)路徑的第一端部處的溫度升高和第二熱傳導(dǎo)路徑的第一端部處的相同的溫度升高在每種情況下均導(dǎo)致第一熱傳導(dǎo)路徑的第二端部處和第二熱傳導(dǎo)路徑的第二端部處的溫度升高延遲，其中，上述延遲是不同的。熱傳導(dǎo)路徑的第一端部面對(duì)車軸軸承，特別地，而熱傳導(dǎo)路徑的第二端部面對(duì)溫度測(cè)量元件。
[0013]結(jié)構(gòu)體的體積元中的溫度隨時(shí)間的變化特別和尤其依賴于結(jié)構(gòu)體的溫度傳導(dǎo)率。溫度傳導(dǎo)率被定義為導(dǎo)熱系數(shù)λ除以密度P與恒壓比熱容(^的乘積所得的商:a = A/(pXCP)。
[0014]車輪軸承的升溫造成圍繞車輪軸承的結(jié)構(gòu)體或材料的升溫，S卩，造成熱量存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)體內(nèi)。結(jié)構(gòu)體的導(dǎo)熱系數(shù)λ越大且結(jié)構(gòu)體的密度P和熱容CP越低，溫度上升通過(guò)結(jié)構(gòu)體的傳播就越快。
[0015]車輪軸承的溫度變化被傳遞至溫度測(cè)量元件的速度還依賴于車輪軸承與溫度測(cè)量元件之間的熱傳導(dǎo)路徑的長(zhǎng)度。熱傳導(dǎo)路徑越長(zhǎng)，能夠存儲(chǔ)于熱傳導(dǎo)路徑中的熱量就越大，且因此溫度元件的溫度上升至穩(wěn)定溫度值所用的時(shí)間就越長(zhǎng)。
[0016]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面是:當(dāng)車輪軸承升溫時(shí)，由于熱傳導(dǎo)路徑的不同的儲(chǔ)熱容量而導(dǎo)致溫度測(cè)量元件以不同的速率升溫。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，溫度測(cè)量元件在不同的溫度被觸發(fā)。這是基于這樣的發(fā)現(xiàn):如果車輪軸承中的極限溫度僅是短暫地被超過(guò)，那么未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此，溫度測(cè)量元件處的溫度低于穩(wěn)定狀態(tài)下(即，升高的軸承溫度(極限溫度)已經(jīng)在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)存在之后)的溫度。如果至少一個(gè)觸發(fā)溫度低于溫度測(cè)量元件的位置處的穩(wěn)定溫度(該穩(wěn)定溫度對(duì)應(yīng)于車輪軸承的極限溫度)，那么在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前，即，在相對(duì)短的時(shí)間之后達(dá)到該觸發(fā)溫度。在這種情況下，溫度測(cè)量元件被觸發(fā)。如果第二溫度測(cè)量元件的觸發(fā)溫度高于第一溫度測(cè)量元件的觸發(fā)溫度，特別地等于溫度測(cè)量元件的位置處的穩(wěn)定溫度(該穩(wěn)定溫度被指定為規(guī)定的極限溫度)，那么第二溫度測(cè)量元件直至極限溫度已經(jīng)存在較長(zhǎng)時(shí)間才被觸發(fā)。因此，溫度測(cè)量元件的不同觸發(fā)溫度同樣傳遞了關(guān)于車輪軸承中規(guī)定極限溫度存在或被超過(guò)的時(shí)長(zhǎng)的信息。
[0018]因此，能夠認(rèn)為本發(fā)明的基本思想是:通過(guò)布置至少兩個(gè)分離的溫度測(cè)量元件(每一個(gè)僅指示預(yù)定的觸發(fā)溫度已經(jīng)被超過(guò))，來(lái)獲得關(guān)于車輪軸承中存在極限溫度或極限溫度被超過(guò)的時(shí)長(zhǎng)的信息。以這樣的方式選擇用于用于此目的的觸發(fā)溫度:在車輪軸承的規(guī)定極限溫度(在該情況下，假設(shè)車輪軸承損壞)下，如果所述極限溫度被超過(guò)了相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，那么僅在所述極限溫度被超過(guò)的臨界期的末尾觸發(fā)溫度測(cè)量元件，而較早地觸發(fā)另一個(gè)溫度測(cè)量元件。所述極限溫度被超過(guò)的臨界期例如是至少5分鐘、至少10分鐘、至少30分鐘或至少I小時(shí)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，至少兩個(gè)熱傳導(dǎo)路徑具有不同的熱能傳導(dǎo)特性，且因此熱量以不同的速率從車輪軸承被傳導(dǎo)至相應(yīng)的溫度測(cè)量元件。此外，優(yōu)選地，至少兩個(gè)溫度測(cè)量元件具有不同