[發明專利]具有溫度測量裝置的車輪軸承總成

有效

• 申請號: 201480062233.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105723105B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 斯特凡·瓦邁耶;埃爾默·韋伯
• 申請（專利權）人: 塞夫霍蘭德有限公司
• 主分類號: F16C19/52
• 分類號: F16C19/52
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司11290
• 代理人: 陳桂香,曹正建

技術領域

本發明涉及車輪軸承總成。

背景技術

車輪軸承的溫度發展是軸承功能狀態的重要指標。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測是用于檢查車輪軸承的適當的性能以及操作安全性的合適手段。

用于監測車輪軸承溫度的一種可能是在車輪軸承上設置溫度傳感器，該溫度傳感器將溫度信號發送至車輛座艙內的顯示裝置。例如，能夠借助于改變其作為溫度的函數的傳導率的電阻器來測量溫度。然而，這樣的溫度測量系統在拖車車輛中還不常見。這種情況的一個原因在于基礎結構復雜。另一個原因在于用電纜導管對旋轉部件進行測量是復雜的。

用于檢測車輪軸承過熱的另一種已知方法是使用當達到設定溫度時不可逆地改變顏色的溫度標簽。以這樣的方式，能夠判斷車輪軸承在過去是否超過了特定溫度。

例如，從DE10242199A1已知借助于熱點的車輪軸承溫度監測。

發明內容

本發明要解決的問題是提供能夠以簡單、有成本效益的和有意義的方式確定過熱的車輪軸承總成。

根據本發明的車輪軸承總成，特別地商用車輛的車輪軸承總成包括：輪轂，其借助于至少一個車輪軸承安裝在車軸元件上；和溫度測量裝置，其從所述車輪軸承總成的外側是可見的，用于測量和顯示所述車輪軸承超過了極限溫度。根據本發明，提供了：溫度測量裝置包括至少兩個單獨的溫度測量元件，每個溫度測量元件經由或沿著熱傳導路徑以熱傳導的方式連接至所述車輪軸承并且在預定的觸發溫度下經受視覺上可識別的變化，其中，所述至少兩個溫度測量元件以當所述車輪軸承升溫時，所述至少兩個溫度測量元件以不同的速率升溫的方式而被布置，且/或所述溫度測量元件具有不同的觸發溫度。

由于根據本發明的車輪軸承總成，不僅能夠使最大峰值溫度能夠得到顯示，而且還能夠識別：該峰值溫度是僅短暫地出現還是相對長時間地一直存在。

為此，根據本發明的一個方面，彼此空間分離的至少兩個溫度測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量元件的方式經由熱傳導路徑而被布置于且/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溫度測量元件的速率比被傳遞至另一個溫度測量元件的速率更快。如果升高的溫度僅短暫地出現，那么僅在一個溫度測量元件中達到溫度測量元件的預定觸發溫度。溫度以較小速率被傳遞至的另一個溫度測量元件在這種情況下不會有反應。然而，如果超高的車輪軸承溫度在相對長的時間內一直存在，那么第二溫度測量元件也達到它的觸發溫度。因此，包含獨立的、不同地布置的溫度測量元件的根據本發明的車輪軸承總成發送關于車輪軸承中超過規定極限溫度的時長的信息。如果極限溫度僅短暫地出現，那么僅一個溫度測量元件被觸發。如果極限溫度相對長時間地一直存在，那么兩個溫度測量元件都被觸發。優選地，溫度測量元件以這樣的方式被布置：達到觸發溫度的時間差在幾分鐘或幾小時的范圍內，例如，至少5分鐘、至少10分鐘、至少30分鐘或至少1小時。

本發明基于這樣的發現：車輪軸承溫度的升高首先造成圍繞車輪軸承的結構體(例如，輪轂)的升溫，即熱能量(焓)存儲于所述結構體。不穩定的熱傳導發生于所述結構體，在這種情況下，時變熱流從車輪軸承流向車輪軸承總成的表面。熱量最后經由熱傳遞從所述表面消散至環境中。在不穩定的熱傳導期間，所述結構體中的溫度是時間的函數。因此，車輪軸承總成表面處的溫度同樣隨時間變化。不穩定的熱傳導進行直至可能達到穩定狀態，即不依賴于時間的狀態，在該狀態下，溫度不再隨時間變化且發生從車輪軸承至環境的恒定熱流。

根據本發明，形成于車輪軸承中的熱量的至少一部分經由熱傳導路徑被傳導至溫度測量元件。例如，由于它的材料特性或它的體積或它的長度，熱傳導路徑中能夠存儲的能量越多，熱量滲透(即，溫度升高的傳播)就發生得越緩慢。本發明通過設置不同的熱傳導路徑來利用該發現，不同的熱傳導路徑實現了一個溫度測量元件相比于另一個溫度測量元件的延遲變熱。第一熱傳導路徑的第一端部處的溫度升高和第二熱傳導路徑的第一端部處的相同的溫度升高在每種情況下均導致第一熱傳導路徑的第二端部處和第二熱傳導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。熱傳導路徑的第一端部面對車軸軸承，特別地，而熱傳導路徑的第二端部面對溫度測量元件。

結構體的體積元中的溫度隨時間的變化特別和尤其依賴于結構體的溫度傳導率。溫度傳導率被定義為導熱系數λ除以密度ρ與恒壓比熱容c_p的乘積所得的商：a＝λ/(ρ×C_p)。