CN111771069A - 用于安装车轮的轮毂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将车轮安装在轮轴上的轮毂(10)，所述轮毂具有轮毂体(12)和用于将所述轮毂体(12)安装在所述轮轴的轴颈上的滚柱轴承单元(14)，其中所述滚柱轴承单元(14)具有用于接合所述轴颈的环形滚柱轴承(16、18)，所述环形滚柱轴承各自具有外环(24)、内环(28)和多个滚动元件(26)。提供了所述轮毂(10)进一步包括至少一个测量环(34)，所述测量环布置成与至少一个用于接合所述轴颈的所述内环(28)轴向相邻，其中所述测量环(34)包括至少一个用于测量应变和/或压缩的测量装置(38)。

Description

用于安装车轮的轮毂
技术领域
本发明涉及一种用于将车轮安装在轮轴上的轮毂，该轮毂具有轮毂体和用于将轮毂体安装在轮轴的轴颈上的滚柱轴承单元，其中该滚柱轴承单元具有用于接合轴颈的环形滚柱轴承，该环形滚柱轴承各自具有外环、内环和多个滚动元件。
背景技术
公开DE 10 2014 200 714 A1描述了一种用于商用车辆(在此称为商用机动车辆)的对应轮毂。
当前正在为诸如卡车、拖车和公共汽车等商用车辆开发各种用于自动驾驶的系统。诸如雷达、激光、超声波、相机等远程控制传感器用于控制这些系统。在这种情况下，未来对更多传感器数据的需求可能会更高。车轮力尤其重要，振动和温度也应当测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮毂，其具有基本相同的结构，将对传感器数据需求的增加考虑在内。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的轮毂加以实现。本发明的优选实施例在从属权利要求和下文的描述中得以指定，其中每个均可单独地或组合地代表本发明的一个方面。
在根据本发明的用于将车轮安装在轮轴上的轮毂中，该轮毂具有轮毂体和用于将轮毂体安装在轮轴的轴颈上的滚柱轴承单元，该滚柱轴承单元具有用于接合轴颈的环形滚柱轴承，该环形滚柱轴承转而各自具有外环、内环和多个滚动元件，提供了该轮毂进一步包括至少一个测量环，该测量环布置成与至少一个围绕轴颈接合的内环轴向相邻，其中该测量环具有至少一个用于测量应变和/或压缩的测量装置。具有至少一个用于应变和/或压力测量的测量装置的测量环是一种用于确定车轮力的传感器，其可以特别好地集成到轮毂中。测量环使得可以测量车轮轴承上的力(盘式制动器的接触力、车轮力和制动力)。由于至少一个测量环直接邻接滚柱轴承中的一个的内环，因此测量环也可以视为滚柱轴承单元的一部分。
根据本发明的一个优选的实施例，测量环或至少一个测量环布置在环形滚柱轴承的内环之间。它直接轴向连接至至少一个内环。
另选地或另外地，特别地提供了设置在轮毂的轮侧上的测量环或至少一个测量环轴向地邻接内环中的一个。轮侧是轮毂的侧，车轮可以在其上安装在轮毂上，并且安装之后车轮也基本位于轮侧上。
另选地或另外地，有利地提供了在轮毂的驱动侧上的测量环或至少一个测量环轴向地邻接内环中的一个。轮侧和驱动侧是轮毂的相对侧。轮毂的驱动侧是可以将轴颈从中插入轮毂的一侧。
根据本发明的另一个优选的实施例，提供了测量装置是借助应变片进行应变和/或压缩测量的测量装置。应变片是用于检测应变和压缩变形的测量设备。其电阻即使有微小的变形也会发生变化，因此被用作应变传感器。通常，它们会用特殊的粘合剂粘合到在负载下变形最小的部件上。然后，这种变形(应变)会改变应变片的电阻。
另选地或另外地，测量装置是使用Sensotect薄膜传感器测量应变和/或压缩的测量装置，其中应变片的功能实现为在相应部件上的直接涂层。
另选地或另外地，测量装置是使用磁弹性传感器测量应变和/或压缩的测量装置。
根据本发明的另一优选实施例，至少一个测量装置布置在测量环的表面，特别是在外表面上。
另选地或另外地，有利地提供了至少一个测量装置，其布置在集成在测量环中的插入部之上或之中。
根据本发明的一个优选实施例，提供了多个测量装置，其布置在测量环上，分布在圆周上特别是均匀分布在圆周上。特别地，提供了四个测量装置，用于在四个广泛分布的点(12点方向、3点方向、6点方向和9点方向)测量应变。另选地，提供两个具有对应测量装置的段。
根据本发明的另一优选实施例，轮毂，特别是轮毂的滚柱轴承单元，具有用于轴向支撑内环的衬套和至少一个测量环。衬套优选地直接布置在内环之间。
根据本发明的另一优选实施例，环形滚柱轴承的设计为锥形滚柱轴承。这些滚柱轴承特别适合于构造用于商用车辆(商用机动车辆)的轮毂。这些锥形滚柱轴承的滚动元件是锥形的滚柱。轴承单元特别是角接触滚柱轴承。
本发明进一步涉及以上所提及轮毂在确定对应车辆行驶期间，特别是在自动驾驶期间，车轮发生的车轮力的数据的用途。该车辆特别是商用车辆(商用机动车辆)，例如卡车、拖车或公共汽车。
附图说明
在下文中，参考使用了优选的示例性实施例的附图，通过示例的方式对本发明进行说明，下文示出的特征能够单独地和组合地代表本发明的一个方面。在附图中：
图1：示出了根据本发明的第一实施例的轮毂，
图2：示出了根据本发明的第二实施例的轮毂的滚柱轴承单元，
图3：示出了根据本发明的第三实施例的轮毂的滚柱轴承单元，
图4：示出了根据本发明的第四实施例的轮毂的滚柱轴承单元，
图5：示出了在测量环上/内的两种不同的测量装置布置，以及
图6：示出了具有环段的测量环的结构。
具体实施方式
图1以半剖视图示出了用于将车轮安装在轮轴上的轮毂10的基本部件(未示出轮和轮轴)。轮毂10包括轮毂体12，即实际轮毂，以及用于将轮毂体12安装在轮轴的轴颈(未示出)上的滚柱轴承单元14，该轮轴由假想旋转轴线A表示。图1中仅示出了靠近轴的轮毂体12的一部分。
滚柱轴承单元14构造为双列角接触滚柱轴承，包括两个滚柱轴承16、18，其在所示的示例中设计为锥形滚柱轴承20、22并且布置成O形。滚柱轴承16、18各自具有外环24、多个滚动元件26和内环28。滚柱轴承16、18的外环24装配在轮毂10的轮毂体12中。在滚动元件保持架中使用的滚动元件26在外部相应的外环24上并且在内部相应的内环28上引导并且可以在其上滚动。滚动元件26设计为锥形滚柱。轮毂10的轴向端部是驱动侧端部，并且对应侧是轮毂10的驱动侧30。轮毂10的与驱动侧端部相对的轴向端部是轮侧端部，并且对应侧是轮毂10的轮侧32。
测量环34布置成与内环28中的一个轴向相邻。该测量环34形成通过应变和压缩测量确定车轮力的传感器。在图1的示例中，位于轮毂10的驱动侧30上的测量环34轴向连接至内环28中的一个，并且在该径向高度形成轮毂10的驱动侧端部。关于在轴向和/或径向和/或切向的应变和压缩的应变和压缩测量发生，可以得出关于对应的轴向、径向和切向力的结论。
在安装了锥形滚柱轴承20、22的情况下，外环24支撑在称为轴环宽度的距离处，相对于彼此定位在轮毂体12内的相应肩部上。内环28的轴向支撑(例如借助轴颈上的轴螺母)导致滚柱轴承单元14限定的轴承游隙。然后，轮毂10可以安装在轴颈(也称为转向节)上。
轮毂10旨在用于卡车、拖车、公共汽车和其他商用车辆(商用机动车辆)。
轮毂10上的外力在对应车辆的运行期间，例如在加速或制动时的接触力(轴向力Fa、径向力Fr)和切向力(Ft)，会在内环28和安装的测量装置34上引起应变。
由于轴承设计为布置成O形的锥形滚柱轴承，因此必须将其轴向支撑，例如在轴螺母和轴肩之间。内环28可以直接邻接，如图1所示。
图2至图4示出了轮毂10的滚柱轴承单元12或对应的轮毂10的设计变体。由于对应的轮毂10具有与图1所示的轮毂10基本相同的结构，所以这里仅讨论不同之处。
图2示出了一种结构，其中测量环34布置在轴颈与驱动侧滚柱轴承18的内环28之间，即在驱动侧30上。在该设计变体中，内环28通过衬套36支撑。
图3示出了一种结构，其中测量环34的设计为衬套并且布置在内环28之间。换言之，内环28支撑在设计为衬套的测量环34的上方。
图4示出了一种结构，其中测量环34布置在轮侧32上。在该设计变体中，内环28直接地，即立即邻接。
图5和图6示出了测量环34的不同实施例的细节。
图5示出了两个测量环34。就左侧的测量环34而言，通过测量装置38直接在测量环34的表面40上测量应变/压缩。在该示例中，测量装置38是连接到表面40并且有应变片或Sensotect传感器的装置。就右侧的测量环34而言，在引入到测量环34中的附加元件42(仅示出其中一个)中/上测量应变。
图6示出了测量环34，其具有保持环44作为基部，该保持环具有四个(n＝4)沿圆周分布的保持元件46，其两两之间在测量环34的外侧布置有四个(n＝4)环段48。在这些环段48上测量应变/压缩。
下面简要总结本发明的主要方面：
经由测量应变的应变片或对应的传感器(例如Sensotect传感器)在附加环(测量环34)上测量应变/压缩。它用于测量n个点处的应变(例如，n＝4，在12点方向、3点方向、6点方向和9点方向处)。两个结合的应变片或Sensotect应变片(一个在轴向测量，第二个在切向测量)在各个测量点连接，以进行温度补偿。这是在半桥连接中完成的。另选地，测量点也可以不同地互连(例如全桥)，并且可以提供更多或更少的测量点(至少两个测量点用于分离接触力和切向力)。
测量环34布置在轮侧32、驱动侧30上或在内环28之间。
根据测得的应变/压缩计算出车轮力。
附图标记说明
10 轮毂
12 轮毂体
14 滚柱轴承单元
16 第一滚柱轴承，环形
18 第二滚柱轴承，环形
20 第一锥形滚柱轴承
22 第二锥形滚柱轴承
24 外环
26 滚动元件
28 内环
30 驱动侧
32 轮侧
34 测量环
36 衬套
38 测量装置
40 表面
42 插入部
44 保持环
46 保持元件
48 环段。

Claims (10)

1.一种用于将车轮安装在轮轴上的轮毂(10)，所述轮毂具有轮毂体(12)和用于将所述轮毂体(12)安装在所述轮轴的轴颈上的滚柱轴承单元(14)，其中所述滚柱轴承单元(14)具有用于接合所述轴颈的环形滚柱轴承(16、18)，所述环形滚柱轴承各自具有外环(24)、内环(28)和多个滚动元件(26)，所述环形滚柱轴承的特征在于，至少一个测量环(34)布置成轴向相邻于至少一个用于接合所述轴颈的所述内环(28)，其中所述测量环(34)包括至少一个用于测量应变和/或压缩的测量装置(38)。
2.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述测量环(34)或至少一个所述测量环布置在所述环形滚柱轴承(16、18)的所述内环(28)之间。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂，其特征在于，位于所述轮毂(10)的轮侧(32)上的所述测量环(34)或至少一个所述测量环轴向地邻接所述内环(28)中的一个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮毂，其特征在于，位于所述轮毂(10)的驱动侧(30)上的所述测量环(34)或至少一个所述测量环轴向地邻接所述内环(28)中的一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮毂，其特征在于，所述测量装置(38)是通过应变片进行应变测量的测量装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮毂，其特征在于，所述至少一个测量装置(38)布置在所述测量环(34)的表面(40)，特别是外表面上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮毂，其特征在于，所述至少一个测量装置(38)布置在插入部(42)之上或之中，所述插入部集成在所述测量环(34)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮毂，其特征在于，提供了多个测量装置(38)，所述测量装置布置在所述测量环(34)上，并且分布在所述圆周上，特别是均匀分布在所述圆周上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮毂，其特征在于，用于轴向支撑所述内环(28)的衬套(36)和所述至少一个测量环(34)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮毂，其特征在于，所述环形滚柱轴承(16、18)设计为锥形滚柱轴承(20、22)。
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