具有温度测量装置的车轮轴承总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的车轮轴承总成。
【背景技术】
[0002]车轮轴承的温度发展是轴承功能状态的重要指标。例如，温度升高通常表示出车轮轴承的故障。因此，车轮轴承温度的定期监测是用于检查车轮轴承的适当的性能以及操作安全性的合适手段。
[0003]用于监测车轮轴承温度的一种可能是在车轮轴承上设置温度传感器，该温度传感器将温度信号发送至车辆座舱内的显示装置。例如，能够借助于改变其作为温度的函数的传导率的电阻器来测量温度。然而，这样的温度测量系统在拖车车辆中还不常见。这种情况的一个原因在于基础结构复杂。另一个原因在于用电缆导管对旋转部件进行测量是复杂的。
[0004]用于检测车轮轴承过热的另一种已知方法是使用当达到设定温度时不可逆地改变颜色的温度标签。以这样的方式，能够判断车轮轴承在过去是否超过了特定温度。
[0005]例如，从DE10242199A1已知借助于热点的车轮轴承温度监测。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是提供能够以简单、有成本效益的和有意义的方式确定过热的车轮轴承总成。
[0007]根据本发明，通过具有权利要求1的特征的车轮轴承总成来解决这个问题。在从属权利要求和下面的说明(特别是结合附图)中指出本发明的优选实施例。
[0008]根据本发明的车轮轴承总成，特别地商用车辆的车轮轴承总成包括:轮毂，其借助于至少一个车轮轴承安装在车轴元件上;和温度测量装置，其从所述车轮轴承总成的外侧是可见的，用于测量和显示所述车轮轴承超过了极限温度。根据本发明，提供了:温度测量装置包括至少两个单独的温度测量元件，每个温度测量元件经由或沿着热传导路径以热传导的方式连接至所述车轮轴承并且在预定的触发温度下经受视觉上可识别的变化，其中，所述至少两个温度测量元件以当所述车轮轴承升温时，所述至少两个温度测量元件以不同的速率升温的方式而被布置，且/或所述温度测量元件具有不同的触发温度。
[0009]由于根据本发明的车轮轴承总成，不仅能够使最大峰值温度能够得到显示，而且还能够识别:该峰值温度是仅短暂地出现还是相对长时间地一直存在。
[0010]为此，根据本发明的一个方面，彼此空间分离的至少两个温度测量元件以车轮轴承的温度升高以不同的速率被传递至温度测量元件的方式经由热传导路径而被布置于且/或连接至车轮轴承。因此，升高的车轮轴承温度被传递至一个温度测量元件的速率比被传递至另一个温度测量元件的速率更快。如果升高的温度仅短暂地出现，那么仅在一个温度测量元件中达到温度测量元件的预定触发温度。温度以较小速率被传递至的另一个温度测量元件在这种情况下不会有反应。然而，如果超高的车轮轴承温度在相对长的时间内一直存在，那么第二温度测量元件也达到它的触发温度。因此，包含独立的、不同地布置的温度测量元件的根据本发明的车轮轴承总成发送关于车轮轴承中超过规定极限温度的时长的信息。如果极限温度仅短暂地出现，那么仅一个温度测量元件被触发。如果极限温度相对长时间地一直存在，那么两个温度测量元件都被触发。优选地，温度测量元件以这样的方式被布置:达到触发温度的时间差在几分钟或几小时的范围内，例如，至少5分钟、至少10分钟、至少30分钟或至少I小时。
[0011]本发明基于这样的发现:车轮轴承温度的升高首先造成围绕车轮轴承的结构体(例如，轮毂)的升温，即热能量(焓)存储于所述结构体。不稳定的热传导发生于所述结构体，在这种情况下，时变热流从车轮轴承流向车轮轴承总成的表面。热量最后经由热传递从所述表面消散至环境中。在不稳定的热传导期间，所述结构体中的温度是时间的函数。因此，车轮轴承总成表面处的温度同样随时间变化。不稳定的热传导进行直至可能达到稳定状态，即不依赖于时间的状态，在该状态下，温度不再随时间变化且发生从车轮轴承至环境的恒定热流。
[0012]根据本发明，形成于车轮轴承中的热量的至少一部分经由热传导路径被传导至温度测量元件。例如，由于它的材料特性或它的体积或它的长度，热传导路径中能够存储的能量越多，热量渗透(即，温度升高的传播)就发生得越缓慢。本发明通过设置不同的热传导路径来利用该发现，不同的热传导路径实现了一个温度测量元件相比于另一个温度测量元件的延迟变热。第一热传导路径的第一端部处的温度升高和第二热传导路径的第一端部处的相同的温度升高在每种情况下均导致第一热传导路径的第二端部处和第二热传导路径的第二端部处的温度升高延迟，其中，上述延迟是不同的。热传导路径的第一端部面对车轴轴承，特别地，而热传导路径的第二端部面对温度测量元件。
[0013]结构体的体积元中的温度随时间的变化特别和尤其依赖于结构体的温度传导率。温度传导率被定义为导热系数λ除以密度P与恒压比热容(^的乘积所得的商:a = A/(pXCP)。
[0014]车轮轴承的升温造成围绕车轮轴承的结构体或材料的升温，S卩，造成热量存储在结构体内。结构体的导热系数λ越大且结构体的密度P和热容CP越低，温度上升通过结构体的传播就越快。
[0015]车轮轴承的温度变化被传递至温度测量元件的速度还依赖于车轮轴承与温度测量元件之间的热传导路径的长度。热传导路径越长，能够存储于热传导路径中的热量就越大，且因此温度元件的温度上升至稳定温度值所用的时间就越长。
[0016]因此，根据本发明的一个方面是:当车轮轴承升温时，由于热传导路径的不同的储热容量而导致温度测量元件以不同的速率升温。
[0017]根据本发明的第二方面，温度测量元件在不同的温度被触发。这是基于这样的发现:如果车轮轴承中的极限温度仅是短暂地被超过，那么未达到稳定状态，因此，温度测量元件处的温度低于稳定状态下(即，升高的轴承温度(极限温度)已经在相对长的时间内存在之后)的温度。如果至少一个触发温度低于温度测量元件的位置处的稳定温度(该稳定温度对应于车轮轴承的极限温度)，那么在达到稳定状态之前，即，在相对短的时间之后达到该触发温度。在这种情况下，温度测量元件被触发。如果第二温度测量元件的触发温度高于第一温度测量元件的触发温度，特别地等于温度测量元件的位置处的稳定温度(该稳定温度被指定为规定的极限温度)，那么第二温度测量元件直至极限温度已经存在较长时间才被触发。因此，温度测量元件的不同触发温度同样传递了关于车轮轴承中规定极限温度存在或被超过的时长的信息。
[0018]因此，能够认为本发明的基本思想是:通过布置至少两个分离的温度测量元件(每一个仅指示预定的触发温度已经被超过)，来获得关于车轮轴承中存在极限温度或极限温度被超过的时长的信息。以这样的方式选择用于用于此目的的触发温度:在车轮轴承的规定极限温度(在该情况下，假设车轮轴承损坏)下，如果所述极限温度被超过了相对长的时间，那么仅在所述极限温度被超过的临界期的末尾触发温度测量元件，而较早地触发另一个温度测量元件。所述极限温度被超过的临界期例如是至少5分钟、至少10分钟、至少30分钟或至少I小时。
[0019]根据本发明的一个实施例，至少两个热传导路径具有不同的热能传导特性，且因此热量以不同的速率从车轮轴承被传导至相应的温度测量元件。此外，优选地，至少两个温度测量元件具有不同