CN101155701B - 轮毂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮毂装置(1)，包括至少一个轮毂(2)，所述轮毂通过至少一个车轮轴承(3)可旋转地支承在一个装在车辆底盘上的轴体(5)上。轮毂装置(1)还可以具有一个制动系统(6)。为轴颈(4)配设一个指示器，用于指示车轮轴承(3)和/或制动系统(6)的临界热负荷，其中，指示器具有一个在超过临界热负荷时作出反应的指示元件。

Description

轮毂装置
技术领域
本发明涉及一种轮毂装置，包括至少一个轮毂，所述轮毂通过至少一个车轮轴承可旋转地支承在一个铰接在车辆底盘上的轴体上，以及必要时为其配设一个制动系统。
背景技术
在轮毂装置中，车轮轴承和/或制动系统的发热是一种指示，它表明行驶运转是否无差错并因而是否是交通安全的。因此往往通过温度升高来预告车轮轴承将发生故障。此外，严重升温的结果也会导致损坏此前尚为完好的轮毂装置。
因此期望在行驶运转期间检测轮毂装置的发热并将它们例如通过ESB电子设备或独立地进行评估，以及，在有危险时向车辆驾驶员报警。例如在DE10239695C1中建议，设置一个温度传感器，用于监测运转期间制动压紧装置的伺服电动机的电机绕组中的温度。这种温度传感器可通过信号线将相应的信号提供给控制与调节器。制动压紧装置的其他构件也可以设置一些用以监测温度的温度传感器。
在DE19713998A1中以相同的方式建议了一种用以确定车轮轴承使用寿命的试验台，在该试验台中，通过位于车轮轴承近旁的车轮轴承温度测量装置来确定起试样作用的车轮轴承的温度。
尽管已知的这些系统具有下述优点，即，它们可以在轮毂装置可能发生故障之前实现对车辆驾驶员的早期警告。然而实际上业已证实这种系统非常复杂，因为不仅牵引车而且可能的挂车在所有车轮或轴颈处均必须配备相应的传感器。此外还必须在牵引车内设置向车辆驾驶员报警的装置。恰恰对于载重汽车，其中往往为牵引车配设不同制造厂和/或结构形式的不同的挂车，因此难以在牵引车和挂车内设置彼此协调的统一的系统。此外，这种系统过于昂贵，因为按照迄今的经验，在温度超过时或超过后并不需要立即报警。
由DE10242199A1已知一种车轮支承装置，为它配设测温装置。为此，在一个设于两个车轮轴承之间的套筒上设置一个测温点，当达到规定的温度时，由于染色层熔化，其颜色不可逆地改变。在这里此测温点布置为，只有在维修车轮支承装置时才能看到它。然而，若仅仅在维修时检查测温点，即使定期地实施维修，可能在车轮支承装置上已经产生了损坏。此外，由于污染之故，在该已知的车轮支承装置中，有可能无法探查或者只能困难地探查颜色改变。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种前言所述类型的轮毂装置，其中，在围绕车辆的检查过程中便已经能够经济地而与车辆类型无关地轻易探查和显示出运转中异常的并因而存在危险的热负荷指示。
此目的按本发明主要采取下列措施达到：为轴颈配设一个可从轮毂装置外部并因而可从车辆外部看到的指示器，用于指示车轮轴承和/或制动系统的临界热负荷；以及，该指示器具有一个在超过临界热负荷时变形的指示元件。这种例如在车轮轴承和/或制动系统内有故障时产生的温度升高，经很短的时间延迟后也促使在轴体的轴颈内或在其紧接的周围区域中相应地提高温度。由此，可以利用在部分空心的轴颈中心以距轴颈内轮廓尽可能小的距离形成的辐射热作为测量量度。
通过为轴颈配设一个用于指示临界热负荷的指示器，可以取消通过传感器昂贵而复杂地实现温度检测，该传感器经由信号线与其他仪器连接。确切地说，可以指示直接在出现高热负荷的地点处临界热负荷的发生。因为载重汽车之类的车辆驾驶员通常有义务每天在开始行车前围绕其车辆进行周边巡检，通过目视检查可能存在的损坏或不允许的变化，所以在这时可以检查指示器并与此同时识别例如前一天曾发生的临界热负荷。这样的检查间隔被认为在很大程度上足以可靠地避免可能因轮毂装置的损坏而引起的危险。在看到这种临界热负荷后，可以检验轮毂装置和尤其是车轮轴承和/或制动系统。
指示元件的变形可以使车辆驾驶员一眼就看出轮毂装置是否发生过临界热负荷。因此在这种实施形式中不需要阅读仪表读数或实施复杂的检验方法。不过，若对轮毂装置内所产生温度的准确确定感兴趣的话也可以这样做。同样，也不需要为了识别临界热负荷而拆解轮毂装置的构件。除了在超过临界热负荷时变形的指示元件外，所述的指示例如也可以通过取决于温度的颜色转换或颜色改变之类达到。
在超过临界热负荷时指示元件的变形可以这样达到，即，指示器具有一个封闭的容器，它至少部分充填有一种在受热时膨胀的流体。在这里，容器的尺寸和流体的体积和种类可以彼此协调为，使得在规定的临界热负荷时膨胀的流体促使指示元件变形。其中，指示元件可以由容器本身和/或由容器的盖构成。
为了获得按本发明的轮毂装置紧凑的结构形式以及促使指示器尽可能及时反应，优选地，指示器至少部分伸入轴颈内。为此，在轴颈内可以设计一个凹槽和/或一个空腔，用于至少部分容纳指示器。
通常在轮毂装置中设轮毂盖，它至少部分覆盖轮毂和/或轴颈。在这种情况下，当超过临界热负荷时变形的指示元件可以由轮毂盖和/或由轮毂盖的一个区域构成，其中，容器和/或其盖可以组合到、装进轮毂盖内或者可通过其他恰当的方式与之连接。在这种情况下可以从外面特别清楚地识别通过轮毂盖的至少局部变形对临界热负荷的指示。
按本发明思想的进一步发展规定，轮毂盖和/或轮毂盖的一个区域与一封闭的容器连接和/或作为一个盖密封地装在一容器上。如上面已说明的那样，该容器可以充填有一种在受热时膨胀的流体，所以当容纳在容器内的流体受热时，流体膨胀，并使轮毂盖或轮毂盖规定的区域变形。
在这里优选地，轮毂盖和/或容器的盖有一个弱化区和/或一个给定断裂点。以此方式可以实现：由于温度改变造成轮毂盖或容器盖的规定的变形。
为了避免没有或至少没有足够清晰地指示短时超过临界热负荷，优选的是，当超过临界热负荷时轮毂盖或轮毂盖的一个区域和/或容器的盖不可逆地隆起。作为另一种选择，当超过临界热负荷时也可以使轮毂盖或轮毂盖的一个区域和/或容器的盖发生开裂和/或散裂。轮毂盖或容器盖的这种变形即使是在围绕车辆仓促地周边巡检时也能被立即识别。
按本发明的另一项实施形式规定，在轮毂盖内以这样的方式可移动地安装一个活塞，即，在超过临界热负荷时使活塞至少部分可从轮毂盖移出。在这里，该活塞可以设置在充填流体的容器内或容器上，或者以恰当的方式与这种容器连接，从而当容纳在容器中的流体膨胀时促使活塞移动。此活塞因此类似于高压锅的信号针，指示达到规定的热负荷和在此容器内由此产生的压力升高。
为了使按本发明的轮毂装置的指示器能快速反应，优选地，令轴颈与指示器传热地接触。这例如可以如此实现，即，令轴颈与指示器被置于面接触或在它们之间设置导热物质。作为另一种选择或者附加于此，也可以设置导热片，它们将轴颈内的温度升高传到容器上和/或容器内或者传给指示器。
当行驶运转中在车轮轴承和/或制动系统内出现导致温度升高的故障时，在达到临界热负荷的情况下优选地指示元件首先不可逆地变形，亦即隆起和/或部分从容器和/或轮毂盖中移出。若尽管有故障仍继续行驶，则工作温度进一步升高，从而在超过临界热负荷时使指示元件进一步变形，尤其在给定断裂点开裂和/或散裂。由此，可以在第一次短暂出现和/或轻度损坏与已经较长时间存在或严重地带故障工作之间加以区别。
促使指示元件反应的临界热负荷应当高于在用完好的车轮轴承和完好的制动系统行驶运转时产生的热负荷。在这里应该考虑到，在车轮轴承和制动系统无损坏的常规行驶运转中，在高的制动负载下，例如由于较长距离的下坡，在轴颈区已经产生温升，不过这一温升低于在车轮轴承或制动系统损坏时出现的温升。
按本发明另一项实施形式，轮毂装置也可以设计为，在超过临界变形时使指示器的至少一个元件的颜色发生改变。在检查车辆时，这种颜色转换或颜色改变比单纯的构件变形能够更清楚地从外面识别。因而能早期检测出在车轮轴承或制动系统区域内的损坏。
附图说明
本发明的进一步发展、优点及应用可能性也可以从下面对实施例和附图的说明中得出。其中，所有说明的和/或图示的特征本身或任意组合均构成本发明的主题，而不依赖于它们在各权利要求中的概括或者它们的引用关系。
附图示意表示：
图1  按本发明第一种实施形式的轮毂装置的剖视图；
图2  按本发明第二种实施形式的轮毂装置的剖视图；
图3  按本发明第三种实施形式的轮毂装置的剖视图。
具体实施方式
图中表示的轮毂装置1主要由轮毂2构成，它通过车轮轴承3可旋转地支承在轴颈4上。车轮轴承3按图示的实施形式由按O型排列的双排斜锥轴承构成。轴颈4与轴体5设计为一体，它按已知的方式例如通过未表示的导向摇臂装在车辆底盘上。
轮毂装置1还有一个制动系统6，包括一个与轮毂旋转固定地连接的制动盘7，为了视图更加清楚在图中没有表示出制动衬片和制动钳。
按图1的实施形式，在轴颈4中通过第一容器部分8和第二容器部分9在中央空腔10内构成一个容器11。在这里，空腔10在轴颈4内至少延伸到车轮轴承3附近。容器11以其第一容器部分8的半球形端部插入，直至紧靠在设计有类似轮廓形状的空腔10底部上，为的是能在轴颈4与容器11之间实现良好的热传导。第一容器部分8和第二容器部分9互相密封连接，从而使容器11构成一个封闭的压力腔，其中容纳受热时膨胀的流体12。
容器11在背对轴体5那一侧用第二容器部分9的盖13封闭，它可以具有一个给定断裂点14。盖13在图示的实施形式中与第二容器部分9设计成一体，当容纳在容器中的流体由于温升而膨胀，所述温升超过在例如通过较长距离的下坡引起的高制动负载情况下产生的热负荷，此盖13首先不可逆地隆起。若继续进行这种行驶运转，则温度将进一步升高，从而可使给定断裂点14开裂，由此流体12可从容器11流出。
在这里，盖13与容器11一起装在一轮毂盖15中，轮毂盖在背对轴体5那一侧对外覆盖轴颈和车轮轴承3。盖13在其未隆起的状态与轮毂盖15至少大体处于一个平面内。在盖13隆起时，如图1所示，它从轮毂盖15外凸，因此盖13的这种变形能从外面轻易地识别。
容器11、流体12和盖13或第二容器部分9的造型在这里彼此协调为，当超出预定的例如可以预告车轮轴承3故障的临界热负荷时，热量从车轮轴承3经轴颈4传给容器11，在容器内流体12膨胀，使得盖13不可逆地向外隆起，以及当由于继续行驶而进一步升温时，在给定断裂点14破裂后，使得流体12从容器11流出。因此，盖13构成了一个指示器，用于指示车轮轴承3的临界热负荷。制动系统6的临界热负荷也可以以相同的方式通过盖13或第二容器部分9指示。
图2表示按本发明的轮毂装置1的第二种实施形式。在这里，轴颈4、车轮轴承3、轮毂2和制动系统6具有上面参照图1所说明的结构。此外，在按图2的实施形式中也设有一个轮毂盖15，它覆盖轴颈4和车轮轴承3。
在轴颈4的中央空腔10内设计一些导热片16，它们与容器11的第一容器部分8连接，容器内至少部分充填有在受热时膨胀的流体12。导热片16也可以一直延伸到空腔10的底部，并且当首次车轮转圈时与底部形状相配。由此可以改善热传导。容器11通过第一容器部分8和与之压力密封地连接的第二容器部分9密封地封闭。在背对轴体5的那一侧，在第二容器部分9中整体式地设计一盖17，它与轮毂盖15至少大体处于一个平面内。一个活塞19通过密封件18可移动地装在容器11的这个盖17内。在此，活塞19以其活塞边20通过一个给定断裂边与容器11连接。
容器11、流体12和带给定断裂边的活塞19彼此协调为，当由于车轮轴承3和/或制动系统6内温度升高而使轴颈4内处于临界热负荷时，首先将活塞19向外压，由此发出了已经到达临界热负荷的信号。若尽管车轮轴承3或制动系统6受损仍继续行驶运转，则温度并且因而还有在容器11内的压力也进一步升高，从而通过容器11内流体12的内压使得作为给定断裂边的活塞边20断裂。其结果是，活塞19进一步从容器11或盖17中移出，也就是说，离开轴体5。活塞19此时已明显地从轮毂盖15伸出，因而活塞19就构成了指示器的指示元件，它指示车轮轴承3和/或制动系统6的临界热负荷。活塞19甚至有可能被完全从容器或轮毂盖压出并因而丢失。
图3表示按本发明的轮毂装置的另一种实施形式，其中，轮毂装置原则上具有类似于上面参照图1和2所说明的结构。
容器11仍装入轴颈4的中央空腔10内，它充填有一种在受热时膨胀的流体12。与上面介绍的实施形式不同，容器11成形为轮毂盖15内的一个凹槽，容器11与轮毂盖设计为一体。容器11用一个单独的盖21封闭，在该状态下它与轮毂盖至少大体处于一个平面内，轮毂盖覆盖着轴颈4和车轮轴承3。在此，盖21以这样的方式装在容器11内，即，在正常行驶运转时它会不从容器11脱落。
而当容纳在容器中的流体12由于车轮轴承和/或制动系统6受热被加热到超过临界热负荷时，盖21如图3所示会从容器11被压出。因此盖21脱离容器11和轮毂盖15，从而可以迅速识别此时已达到临界热负荷。
在按图3的实施形式中，容器11由一个整体式闭合的圆柱体构成，它装入轴颈4的空腔10中。但作为与之不同的另一种选择，容器11也可以由多个部分组成，例如在按图1和2的实施形式中所示的那样或者反过来。
容器11和/或必要时所设的盖13、17、21可以用塑料或其他合适的材料制成。作为在受热时膨胀的流体12，例如可以采用水。但也可以作为另一种选择，使用其他的液态或气态流体，该流体的选取要考虑其随着轮毂装置1损坏在可能的温度改变时的膨胀。
取代用一种液态或气态的介质12充填的容器11，也可以设置一个固体，它在轮毂装置受热时膨胀，并与此同时使指示元件例如盖或轮毂盖15变形。
按本发明，在所介绍的全部实施形式中，容器11都与轮毂盖15和轴颈4例如通过导热片16或者在空腔10与容器之间至多很小的间距紧密接触。由此，在轴颈4与用于指示车轮轴承3和/或制动系统6临界热负荷的指示器之间能实现良好的热传导，从而保证指示器特别迅速地作出反应。这样，就可以在例如由于高的热负荷引起其他的缺陷发生前，及早认识到可能的损坏。此外，还可以采取简单措施，例如通过在小的温升时指示器元件的变形和在大的温升时指示器元件的散裂或者通过颜色转换，使得能够看到不同大小的热负荷所造成的不同的损坏阶段。
附图标记表
1轮毂装置    30  12流体
2轮毂            13盖
3车轮轴承        14给定断裂点
4轴颈            15轮毂盖
5轴体            16导热片
6制动系统    35  17盖
7制动盘          18密封件
8第一容器部分    19活塞
9第二容器部分    20活塞边(给定断裂边)
10空腔           21盖
11容器(压力腔)

Claims (15)

1.一种轮毂装置，包括至少一个轮毂(2)，所述轮毂通过至少一个车轮轴承(3)可旋转地支承在一个装在车辆底盘上的轴体(5)的轴颈(4)上，其中，为轴颈(4)配设一个可从轮毂装置外部看到的指示器(11、13、19、21)，用于指示车轮轴承(3)的临界热负荷和/或指示配设给轮毂(2)的一制动系统(6)的临界热负荷；以及，该指示器具有一个在超过临界热负荷时变形的指示元件(13、19、21)，其特征为，指示器(11、13、19、21)至少部分组合在轴颈(4)中。
2.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，指示器(11、13、19、21)具有一个封闭的容器(11)，此容器至少部分充填有一种在受热时膨胀的流体(12)，或者有一个在受热时膨胀的固体。
3.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，在轴颈(4)内设计一个凹槽和/或一个空腔(10)，用于至少部分容纳指示器(11、13、19、21)。
4.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，在超过临界热负荷时变形的指示元件(13、19、21)由轮毂盖(15)构成或由轮毂盖(15)的一个区域构成或配属于轮毂盖(15)
5.按照权利要求4所述的轮毂装置，其特征为，所述轮毂盖(15)或轮毂盖(15)的一个区域与一封闭的容器(11)连接或者作为一个盖密封地装到一容器上。
6.按照权利要求5所述的轮毂装置，其特征为，轮毂盖(15)和/或容器(11)的盖(13、21)具有一个弱化区或一个给定断裂点(14)。
7.按照权利要求5所述的轮毂装置，其特征为，在超过临界热负荷时，轮毂盖(15)或轮毂盖的一个区域和/或容器(11)的盖(13、21)隆起。
8.按照权利要求5所述的轮毂装置，其特征为，在超过临界热负荷时，轮毂盖(15)或轮毂盖的一个区域开裂或散裂，和/或容器(11)的盖(13、21)开裂或散裂。
9.按照权利要求5所述的轮毂装置，其特征为，在轮毂盖(15)内和/或在容器(11)内以这样的方式可移动地安装一活塞(19)，即，在超过临界热负荷时使活塞(19)至少部分可从轮毂盖(15)内和/或容器(11)移出。
10.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，轴颈(4)与指示器(11、13、19、21)传热地接触。
11.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，在达到临界热负荷时指示元件(13、19、21)首先不可逆地变形；以及，当进一步超过临界热负荷时指示元件(13、19、21)开裂或散裂。
12.按照权利要求11所述的轮毂装置，其特征为，在超过临界热负荷时变形的指示元件(13、19、21)由轮毂盖(15)构成或由轮毂盖(15)的一个区域构成或配属于轮毂盖(15)，所述轮毂盖(15)或轮毂盖(15)的一个区域与一封闭的容器(11)连接或者作为一个盖密封地装到一容器上；在达到临界热负荷时指示元件(13、19、21)首先隆起或部分从容器(11)和/或轮毂盖(15)中移出。
13.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，临界热负荷高于用完好的车轮轴承(3)和完好的制动系统(6)行驶运转时在高制动负载情况下产生的热负荷。
14.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，指示器的至少一个元件设计为，在超过临界热负荷时使此元件的颜色发生改变和/或转换。
15.按照权利要求1所述的轮毂装置，其特征为，指示器的至少一个元件设计为，在超过临界变形时使此元件的颜色发生改变。
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