CN108150544B - 包括了油质量传感器的轴承组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的车轮轴承组件，包括：座，其具有内部；位于所述内部的至少一个轴承，所述轴承包括第一轴承圈和能够相对于所述第一轴承圈转动地设置的第二轴承圈；多个滚动体，其设置在所述第一轴承圈与所述第二轴承圈之间；位于所述座内部的润滑剂，其与所述至少一个轴承的至少一部分接触；轮轴，其连接到所述至少一个轴承；位于所述座内部的传感器，其与所述润滑剂接触，所述传感器被构造成感测所述润滑剂的至少一个特性并将指示出该润滑剂的至少一个特性的信号输出；和显示单元，其位于所述座内部的外部，并与所述传感器通信，所述显示单元被构造成基于所述信号产生输出。

Description

包括了油质量传感器的轴承组件
技术领域
本公开涉及一种轴承组件，特别是用于机动车辆的车轮轴承组件，其包括在包含了润滑剂的壳体内的至少一个轴承和轮轴。
背景技术
轴承组件频繁用油或其它适当的润滑剂润滑以确保其最佳运行(functioning)。然而，对于某些应用，所使用的润滑剂必须被定期监测，并在必要时改换或更换。例如如果润滑剂分解或者变得被污垢或金属颗粒等污染，则改换(/更换)可能是必要的。特别是在车轮轴承组件的情况下，尤其是在卡车用的车轮轴承组件的情况下，确定润滑剂的状况是昂贵的，这是因为必须要移除轮毂盖以便进出操作(access)润滑剂。在某些情况下，轮毂盖(也被称为轮毂帽(/轮毂罩)(hubcap))例如可以通过螺丝而牢固地连接到轮毂。例如当润滑剂不仅位于轴承自身内部、而且还位于轮毂和轮毂盖内时就是这样的情况。润滑剂通过固定的轮毂盖而被保持在整个组件内。
此外，关于是否更换润滑剂的决定常常通过视觉检查来进行，因此基于检查技工(inspecting mechanic)的经验。
发明内容
因此，本公开的一个方面是提供一种轴承组件，该轴承组件能够简单且安全地监测润滑剂。
在下面的讨论中，公开了一种轴承组件，特别是用于机动车辆的车轮轴承组件，该轴承组件包括至少一个轴承，所述轴承具有第一轴承圈和能够相对于所述第一轴承圈转动地设置的第二轴承圈，并且(轴承)还包括位于轴承圈之间的滚动体。在轴承组件中的滚动体的区域，限定了轴承内部，润滑剂被保持在该内部。轴承组件还包括与至少一个轴承连接的轮轴。
为了能够简单且安全地监测润滑剂，轴承组件包括传感器，该传感器至少周期性地接触润滑剂并且被构造成至少周期性地输出指示出(/表示)(indicative)润滑剂的至少一个特性的信号。例如，传感器可以被构造成检测润滑剂是否已经分解和/或润滑剂是否包含诸如为金属颗粒的污染物。以这种方式，能够在不拆卸轴承组件的情况下确定是否需要改换/更换润滑剂。因此，改换(/更换)润滑剂的决定不再取决于担当负责的技工对润滑剂状况的主观判断，而是可以通过传感器自动确定更换润滑剂的时间。传感器可以连续地进行监测或者以一定的时间间隔进行监测。作为一种选择，所述监测还可以由用户发起，例如通过手动或者另外有选择性地启动(activating)传感器。
为了在不打开轴承内部的情况下提供与润滑剂的状态有关的信息，即，为了在轴承内部的外部的位置处提供与润滑剂的状态有关的指示，设置了显示单元，所述显示单元与传感器通信并且被构造成向轴承内部的外部(/外头)发出信号，该信号指示出(/表示)润滑剂的至少一个被监测特性的状态。显示单元可以指示出是否必须或应当更换润滑剂。因此，观察者将能够在不拆卸轴承组件的情况下确定是否完全有必要拆卸轴承组件以用于更换润滑剂。因此可以增加轴承组件的使用寿命，这是因为润滑剂可以被连续地或者定期地监测，与润滑剂的有问题的改换(/更换)或分解有关的指示可以被立即提供，并且之后可以通过改换(/更换)润滑剂来解决。因此可以减少轴承组件以不再充分的质量的润滑剂工作的时间量。另一方面，可以避免拆卸轴承组件以检查润滑剂质量的需要，之后将必须要拆卸轴承组件的主要时间将是用来改换或更换润滑剂。这减少了由不必要的轴承组件的拆卸而造成的磨耗。
根据一个有利的示例性实施方式，轮轴包括轮毂盖，轮毂盖部分地限定了所述内部。显示单元和/或传感器可以设置在轮毂盖上和/或轮毂盖内。以这种方式，能够以特别简单的方式看到监测状态的显示。显示单元可以以无线或有线的方式从传感器接收润滑剂的当前状态。无线传输(wireless transmission)例如可以通过无线通信接口(radiointerface)进行。
根据另一有利的示例性实施方式，轮毂盖例如通过螺丝而固定地附接于轮轴，并且润滑剂的主体与轮毂盖的内部接触。例如，这发生在卡车上。在这种情况下，轮毂盖不仅被牢固地夹紧于轮轴，而且还利用诸如螺丝的附接装置而被半永久地固定于轮轴。在这种情况下，传感器可以设置在轮毂盖内以便与润滑剂接触。例如，传感器例如可以通过粘合剂而牢固地固定于轮毂盖的内部，并在轮毂盖转动时与轮毂盖一起转动。润滑剂可以仅部分地填充轮毂盖，使得例如润滑剂的表面位于轮毂盖的高度的一半处。在这种情况下，传感器可以周期间隔性地监测润滑剂，即，每当轮毂盖与润滑剂接触和/或浸入润滑剂的运动期间(监测润滑剂)。
作为一种选择，传感器可以被设置成使得其能够在轮毂盖内自由运动。这里由于重力的缘故，传感器永久浸入润滑剂内或者至少与润滑剂接触。因此，连续地监测润滑剂也是可行的。
作为一种另外的情况或者作为另一种选择，在另一有利的实施方式中，传感器与至少一个轴承的密封件形成一体。根据该示例性实施方式，润滑剂可以被在轴承自身的内部监测。还可以设置多个传感器。例如，传感器可以被设置在轮毂盖内并且传感器可以被设置在轴承的密封件内。这里显示单元可以显示两个传感器的输出。
根据一个有利的示例性实施方式，显示单元具有用于产生指示了润滑剂状态的输出的一个或多个发光二极管。这里输出例如可以以颜色编码的方式实现。绿色的信号可以表示润滑剂的状态仍令人满意；红色的信号可以表示必须(要)更换润滑剂。还可以使用其它颜色，以例如提供与润滑剂的剩余寿命有关的指示。作为另一种选择，发光二极管可以仅在如果必须要更换润滑剂时才点亮(illuminate)。
传感器可以被构造成以不同的方式确定润滑剂的状态或状况。此外，还可以设置被构造成检测润滑剂的不同特性的多个传感器，或者可以使用能够确定多个特性的组合传感器。
在一个有利的示例性实施方式中，传感器是被构造为产生指示出润滑剂的温度的输出的温度传感器。如果润滑剂的温度达到或超过预定的阈值，例如，则这可以使得推断出润滑剂已经劣化并且必须要被更换。
作为一种选择或者作为一种另外的情况，传感器是被构造为产生指示出润滑剂的电介质电导率的信号的电容传感器。如果润滑剂的电介质电导率或介电常数达到或超过一定值，则这意味着润滑剂中有太多的金属颗粒，并且必须要更换润滑剂。
在另一个有利的实施方式中，传感器是被构造为使用超声波检测润滑剂中的污垢颗粒的超声波传感器。太多的污垢颗粒意味着必须要更换润滑剂。
此外，在一个有利的示例性实施方式中，传感器可以是被构造为检测润滑剂中的金属颗粒的存在(例如由于磨损而导致)的磁性传感器。
根据本公开的另一方面，提出了一种被构造成用于上述轴承组件的轮毂盖。该轮毂盖包括用于监测和/或产生指示润滑剂的至少一个特性的信号的传感器。
在说明书、附图和权利要求书中指明了另外的优点和有利的实施方式。这里特别是在说明书和附图中指明的特征的组合是纯粹示例性的，使得(这些)特征也可以单独存在或者以其它方式组合。
以下将参照附图更详细地说明本公开的实施方式。这里，示例性实施方式和在示例性实施方式中示出的组合是纯粹示例性的，并且不意在限定本发明的范围。本发明的范围仅由未决的权利要求限定。
附图说明
图1是根据本公开的(一个)实施方式的轴承组件的部分截面的示意性侧立视图。
附图标记说明
1 第一轴承圈
2 第二轴承圈
3 滚动体
4 润滑剂
5 轮轴
6 传感器
7 显示单元
8 轮毂盖
9 座(housing)
10 填充线
100 轴承组件
具体实施方式
在以下说明中，相同或功能上等同的元件由相同的附图标记表示。
图1示出了轴承组件100。轴承组件100可以是用于机动车辆的车轮轴承组件。在图1所示的示例性实施方式中，轴承组件包括两个轴承，每个轴承均包括能够相对于彼此转动地设置的第一轴承圈1和第二轴承圈2。(这两个)轴承设置在轮轴(axle)5上，并且每个轴承均包括(位于)第一轴承圈1与第二轴承圈2之间的滚动体3。润滑剂4被设置在可以被称为轴承内部的密封空间内，该空间包括轮轴5周围(around)以及(包括了第一轴承圈1、第二轴承圈2和滚动体3的)轴承周围(around)的区域。所述润滑剂通过座(housing)9和轮毂盖(hubcover)8而相对于外部密封，该座9和轮毂盖8至少部分地限定了轴承内部。
润滑剂4在所述(轴承)内部中具有由填充线(fill line)10表示的液位(level)，并且由于重力的原因，润滑剂4始终位于轴承组件100的下部区域。为了监测(/监视)(monitor)润滑剂4的特性(properties)，传感器6被设置在轮毂盖8上或轮毂盖8内。传感器6可以固定地附接于(attached to)轮毂盖8，并且当被固定地附接时，(传感器6)将随着轴承组件100的转动而反复地移动经过(/通过)(through)润滑剂4。作为另一种选择，传感器6可以被设置成使得其能够在轮毂盖8内自由移动，因此由于重力的原因，(传感器6)始终位于润滑剂4内。
作为另一种选择或作为一种另外的情况，传感器6还可以设置在轮轴5上和/或轴承元件中的一者上和/或轴承的密封件上。
传感器6可以被构造成检测例如润滑剂4的温度或电介质电导率(dielectricconductivity)。由这些特性(/属性)，能够确定润滑剂4的状态。这意味着基于检测到的特性，能够确定是否需要更换润滑剂4。为了能够从所述轴承内部的外部的(outside)位置(/所述轴承内部的外头的位置)了解润滑剂4的状态，显示单元7被设置在轮毂盖8上。例如，显示单元可以包括一个或多个LED，所述LED的状态提供了与是否需要更换润滑剂有关的指示。仅当显示单元7指示了必须更换润滑剂4时，才需要拆卸轴承组件100，包括去除轮毂盖8。
使用这里描述的轴承组件100，可以以简单的方式实现对存在于轴承组件100内的润滑剂4的监测(monitoring)。为此目的，无需拆卸轴承组件100；而是通过传感器6(在轴承组件100内部)检测润滑剂4的状态，并使得能够通过显示单元7在外部看到润滑剂4的状态。
以上参照附图详细说明了本发明的代表性的、非限制性的示例。该详细说明仅旨在教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的进一步细节，而不旨在限制本发明的范围。此外，上面公开的附加特征和教导中的每一者可以单独使用或者与其它特征和教导组合使用，以提供改进的轴承组件和相关的油质量传感器。
此外，在以上详细说明中公开的特征和步骤的组合可能并不一定是以最广泛的意义来实践本发明的，而仅是教导特别地说明本发明的代表性示例。此外，上述代表性示例以及下面的各独立和从属权利要求的各个特征可以以未具体且明确列举的方式组合，以便提供本教导的另外有用的实施方式。
说明书和/或权利要求书中公开的所有特征旨在出于原始书面公开的目的以及出于限制所要求保护的主题的目的而彼此单独地且独立地公开，而不依赖于实施方式和/或权利要求中的特征的组成(compositions)。另外，出于原始书面公开的目的以及出于限制所要求保护的主题的目的，实体组(groups of entities)的所有值范围或指示旨在公开每个可能的中间值或中间实体。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的车轮轴承组件，包括：
座，其具有内部；
位于所述内部内的至少一个轴承，所述轴承包括第一轴承圈和能够相对于所述第一轴承圈转动地设置的第二轴承圈；
多个滚动体，其设置在所述第一轴承圈与所述第二轴承圈之间；
位于所述座内部内的润滑剂，其与所述至少一个轴承的至少一部分接触；
轮轴，其连接到所述至少一个轴承；
位于所述座内部的传感器，其与所述润滑剂接触，所述传感器被构造成感测所述润滑剂的至少一个特性并将指示出该润滑剂的至少一个特性的信号输出；和
显示单元，其位于所述座内部的外部并与所述传感器通信，所述显示单元被构造成基于所述信号产生输出，
所述传感器在径向方向上位于比所述第一轴承圈与所述第二轴承圈的内圈靠近所述第一轴承圈与所述第二轴承圈的外圈的位置。
2.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述座内的开口被轮毂盖关闭，并且所述显示单元设置在所述轮毂盖上或所述轮毂盖内。
3.根据权利要求2所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器设置在所述轮毂盖上或所述轮毂盖内。
4.根据权利要求2所述的轴承组件，其特征在于，所述轮毂盖被固定地附接于所述座并且限定了所述内部的一部分，所述润滑剂通过所述轮毂盖被密封在所述座内。
5.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器与所述至少一个轴承的密封件形成一体。
6.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述显示单元包括发光二极管，所述输出包括来自所述发光二极管的光。
7.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器是温度传感器。
8.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器是电容传感器。
9.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器是超声波传感器。
10.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，所述传感器是磁性传感器。
11.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于，
所述座内的开口被轮毂盖关闭，
所述显示单元设置在所述轮毂盖上或所述轮毂盖内，
所述传感器设置在所述轮毂盖上或所述轮毂盖内，
所述轮毂盖被固定地附接于所述座并且限定了所述内部的一部分，所述润滑剂通过所述轮毂盖被密封在所述座内，并且
所述显示单元包括发光二极管，所述输出包括来自所述发光二极管的光。
12.一种轮毂盖，其被构造成密封轴承座的开口并与所述轴承座一起限定了车轮轴承组件的内部，所述轮毂盖包括传感器，所述传感器被构造成感测被包含在所述内部中的润滑剂的至少一个特性并将指示出所感测到的至少一个特性的信号输出，
所述车轮轴承组件包括至少一个轴承，所述轴承包括内圈和外圈，所述传感器在径向方向上位于比所述轴承的内圈靠近所述轴承的外圈的位置。
13.根据权利要求12所述的轮毂盖，其特征在于，包括位于所述轮毂盖上或所述轮毂盖内的显示器，所述显示器被构造成基于所述信号在所述内部的外部的位置处产生输出。
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