轮毂组件和测试这种组件的方法与流程

轮毂组件和测试这种组件的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本国际专利申请要求于2020年10月12日提交的第17/068,455号美国实用新型专利申请的优先权和所有权益，其全部内容通过引用并入本文。


背景技术：
技术领域
3.本发明总体上涉及轮毂组件和测试轮毂组件的方法。
4.相关领域
5.轮毂组件用于支撑车轮在车辆上旋转。这样的轮毂组件包括通常安装在车辆的结构(诸如转向节)上的底座，以及由两组轴承支撑以相对于该底座旋转的轮毂。轮毂携带用于固定车轮的一组螺柱。
6.这样的轮毂组件的轴承组通常被捕获在底座与轮毂之间的空间中，并通过内侧密封件和外侧密封件与外部环境隔离，该内侧密封件和外侧密封件用于防止异物和其他污染物(诸如泥浆、沙子、盐、水等)进入该空间并损坏轴承。已经提出了许多密封设计，但是没有一种密封设计被证明在尤其恶劣的条件(例如当在道路上突然遇到一滩深水或烂泥时或者当长途运输之后将船拖车退回到水中时可能发生的重度使用和热冲击)下完全成功地防止污染物。尤其适合于在恶劣条件下使用的车辆(例如，suv)可能尤其易于因密封件破裂而损坏轮毂。除了密封件之外，污染物还有其他途径进入装备有abs传感器的轮毂组件的轴承空间，诸如传感器导线穿过的开口。虽然导线可以携带用于防止水渗透的保护罩，但是密封件易于发生至少一定程度的泄漏，从而允许水进入轴承空间。
7.申请人使用浸没测试来验证其轮毂组件的密封完整性，其中对新制造的轮毂组件进行称重，并且然后该将轮毂组件完全浸没在包含荧光敏感染料的水溶液中1小时。然后使轮毂组件干燥，并重新称重，以检测由于任何水溶液破坏密封件并进入该组件的密封内部而引起的质量增加。进一步的物理检查可以包括拆卸轮毂，以在荧光灯的帮助下检测组件内部是否存在任何水溶液。通过对密封内部是否存在水溶液进行物理检查，没有显著的质量变化和/或不存在密封件破裂，这表明轮毂密封系统的性能可接受。据信，其他制造采用类似的浸没测试和检查测试。
8.申请人已经发现，当前的验证方法可能没有考虑轮毂组件在操作中可能经历的某些恶劣条件，并且基于当前的验证标准被确定为可接受的密封组件可能仍然不能防止诸如水等污染物在某些极端条件下破坏密封件。特别地，当经受热循环时，例如当轮毂在重负载下运行并被加热到高温之后暴露于突然的冷却环境中时，尤其是在存在污染物的情况下，例如轮毂完全或部分地浸没到冷水、烂泥或其他液体基介质中时，轮毂密封系统可能受到损害。例如，当热的轮毂在道路上遇到一滩烂泥或水时或者在拖挂船只等时浸没在湖中时，这种情况可能发生。这样的已知的轮毂组件被示出为由于在浸没到水中之前受到热冲击而导致密封件受到损害，这样的已知的轮毂组件包括radical 513179、ac delco 19259596、
timken tkshf00028、gmb 730-0003、ntn we60702、dorman 951-061、mevotech txf513121和kaiyuan 513179。所有这些轮毂组件允许5克或更多克的水侵入经过密封件到达轴承所在的轮毂组件的内部。
9.为了解决当前的这些不足，需要改进密封和测试。


技术实现要素：

10.一种轮毂组件包括安装底座、轮毂以及位于该安装底座与该轮毂之间的环形间隙。润滑轴承设置在环形间隙中，用于支撑轮毂相对于安装底座旋转。提供了多个密封件，用于限制外部污染物侵入环形间隙中，以形成用于轴承的密封的空间。多个密封件被选择为具有密封完整性，使得当经受超过100
°
并且在存在污染物的情况下优选地更大的热通量循环时，阻止污染物进入密封的空间。
11.因此，密封件具有比通常更高的完整性和鲁棒性，使得轮毂组件能够承受极端的热冲击使用条件而不泄漏，并且特别是在轮毂组件在重度使用或以其他方式变热，随后轮毂组件在低温污染物浴中突然淬火的条件下。
12.还提供了一种用于测试轮毂组件在恶劣条件下的适用性的方法。该方法包括使具有密封的轴承空间的轮毂组件经受加热环境，随后在存在污染物的情况下使该组件经受冷却环境，并评估该组件是否有污染物进入密封的轴承空间中，以及如果测试之后在密封的空间中发现很少或没有污染物，则确定该组件合格。
13.根据一个方面，加热环境可以优选地是将组件的全部或部分加热到约200℉的环境，并且冷却环境可以是将组件置于设定在约40℉或更低的介质中使得该组件首先非常热并且然后在污染物存在的情况下淬火的环境。
14.根据另一方面，用于测试目的的污染物可以是水基介质，诸如纯水或具有添加剂(诸如盐或其他腐蚀性或非腐蚀性成分)的水。水基介质可以进一步包含泥浆或代表车辆在恶劣使用中可能遇到的介质和条件的其他碎片。
15.根据另一方面，车轮组件的密封件可以包括至少一个内侧密封组件和至少一个外侧密封组件，其中内侧和外侧是相对应车轮组件安装在车辆上时的取向。内侧密封组件和外侧密封组件两者设计为通过本完整性测试。
16.根据另一方面，外侧密封组件包括内部主密封件和单独的外部副密封件。内部密封件和外部密封件两者具有压装到底座上的密封件托架和动态地接合可旋转轮毂的相应环形密封唇缘。与动态密封件一样，压装托架与底座一起形成不透流体的密封，其中外部密封件用作第一线密封，以保护内部密封件免受无保护地暴露于污染物。内部密封件可以具有三个动态密封唇缘，并且外部密封件可以具有至少一个动态密封唇缘，该至少一个动态密封唇缘位于三个主唇缘之外并在轮毂与底座之间形成的间隙内主动地接合轮毂，并且优选地位于轮毂凸缘的加厚内部区域处。
17.根据另一方面，内侧密封件具有托架，该托架与可固化密封剂结合压装到底座上，以在托架与底座之间的接合处形成防漏密封件。内侧密封件包括多个动态环形密封唇缘，这些动态环形密封唇缘主动地接合轮毂上的可旋转表面以实现密封。接合表面可以呈甩油圈的形式，该甩油圈压装到轮毂上与内侧密封件相邻的位置。甩油圈可以设置有橡胶密封剂，以在甩油圈与轮毂之间的界面处形成不透流体的密封。甩油圈可以具有大致与轮毂的
轴线同轴的环形安装部分和从安装部分径向向外突出的环形甩油圈凸缘。内侧密封件的两个密封唇缘可以接合环形安装部分，并且该内侧密封件的两个附加的密封唇缘可以接合甩油圈凸缘的内表面，使得所有的密封件都在甩油圈壁的内部，并且都主动地接合甩油圈的环形表面或径向延伸表面，用于在经受新的完整性测试时阻止污染物进入。
18.如本文所示和描述的轮毂组件被证明具有优于经受相同的新的完整性测试的已知现有竞争性轮毂组件的密封完整性，这证明了即使在热冲击的最恶劣的真实世界条件下，在存在污染物的情况下，这样的新型轮毂组件也将在新的水平下运行，而这种新的水平不是在新的测试中显示出失败的已知竞争性轮毂所共有的。
19.本文所示和描述的测试方法表示在行业中先前不知道的或没有想到的新的提高的标准，通过该标准，新制造的轮毂组件的采购商将能够将那些能够在极端使用条件下可接受地运行的轮毂组件和那些不能通过新的完整性测试的轮毂组件区分开。
20.因此，本领域技术人员将认识到，通过在存在污染物的情况下结合极端热循环条件，同时测试轮毂的密封能力以将在这样的恶劣条件下可接受地运行的那些轮毂组件与不能运行的那些轮毂组件区分开，改进的本发明的轮毂完整性测试将行业中的标准提高到先前不知道的或没有想到的水平。虽然已知新制造的竞争性轮毂组件通过了现有完整性测试(不包括在存在污染物的情况下的极端热循环)，但是这样的组件已经示出不能通过新的完整性测试，并且仅申请人的新型轮毂组件示出通过。
附图说明
21.当结合优选实施方案和代表性附图的详细描述考虑时，本发明的这些和其他特征和优点将变得更好理解，在附图中：
22.图1是根据实施方案的轮毂组件的透视图；
23.图2是图1的轮毂组件的纵向横截面图；
24.图3是图2中圆圈部分1的放大截面图；
25.图4是图2的圆圈部分2的放大截面图；
26.图5是密封的abs电缆的放大局部视图；并且
27.图6是根据实施方案的用于测试轮毂的密封完整性的方法的流程图。
具体实施方式
28.描述了轮毂组件和用于验证轮毂的密封完整性的测试的实施方案。
29.轮毂组件在图1和图2中总体上用10表示并设计有密封特征，这些密封特征使得轮毂组件10能够经受住严格的验证测试而不会泄漏，这将在下面更详细地解释。
30.轮毂组件10被理解为用在车辆上的类型，并且更具体地是用在机动车辆(包括用于将车辆的车轮(未示出)安装到底盘上的一些卡车)上的类型。
31.如图所示，轮毂组件10包括呈安装底座12形式的不可旋转零件和呈轮毂14形式的可旋转零件。安装底座12也可以被称为外部构件，并且可以包括围绕中心纵向轴线a设置的大致圆柱形的中心底座部分16。底座部分16的圆柱形壁在第一外侧端部20与第二轴向相对的内侧端部18之间轴向地延伸。术语“内侧”和“外侧”是相对于零件在安装到车辆上使用时的取向而使用的，其中内侧端部18面向内，并且外侧端部20面向外。
32.安装底座12可以包括从底座部分16延伸的至少一个凸缘22，该凸缘形成有至少一个紧固件孔24，用于接纳螺栓或类似物(未示出)，以将安装底座12固定到车辆的一部分，诸如转向节。安装底座可以由诸如钢等金属制成并可以铸造或锻造。
33.安装底座12的底座部分16具有环状结构，并包括形成中心通道26的内部环形表面，该中心通道的大小被设置成适于容纳轮毂14的圆柱形本体部分30。本体部分30在内侧端部32与外侧端部34之间延伸。本体部分30的外部环形表面可以包括台阶部分36，该台阶部分与内侧端部32相邻，用于接纳圆柱形插入件38。插入件38可以被轮毂14的轧制端部凸缘39捕获。
34.如图2中最佳所示，插入件38与本体部分30的相邻部分一起成形为提供内部轴承座圈表面40，该内部轴承座圈表面跨过环形间隙42与安装底座12的底座部分16的协作成形的外部座圈表面44间隔开。至少一组且优选地两组或两排轴承(优选地滚珠轴承)46、48被捕获在环形间隙42内，这些轴承与内部座圈40和外部座圈44的对应表面接合，用于支撑轮毂14相对于安装底座12围绕轴线a旋转。座圈40、44的形状形成两个环形轨道或滚道，轴承滚珠46、48在这两个环形轨道或滚道中滚动。可以看出，内部座圈40具有轨道的内侧部分和外侧部分，该内侧部分和外侧部分部分地向上包裹轴承46、48的侧面，其中内侧零件由环形插入件38形成。这阻止了轴承46、48从它们相应的轨道侧向向外移动。外部座圈44类似地包括内侧部分和外侧部分，该内侧部分和外侧部分部分地向下包裹轴承46、48的相对侧，以将它们保持在轨道内，防止侧向向内移动。还将理解，安装底座12和轮毂14的组装是通过首先将轮毂14滑动到安装底座12的外侧端部20中，并将外侧的一组轴承48捕获在轮毂14与底座16之间形成的外侧滚道中来实现的。然后安装内侧轴承46，并且插入件38滑动到位，之后底座12的内侧端部18被滚压成形，以将该端部向外机械地滚压成滚压成形的凸缘的形式，该凸缘紧密地保持插入件38并使内侧轴承46被捕获在内侧滚道中。该构造和组件支撑轮毂14相对于固定底座12围绕轴线a自由旋转，同时保持轮毂14不相对轴向移动(除了轴承与它们的滚道之间的微小间隙)。
35.外侧轴承48之外的轮毂14过渡到法向于轴线a延伸的环形凸缘50中。该凸缘形成有多个开口52，对应的压装紧固件或安装凸耳54被接纳在这些开口中，这些紧固件或安装凸耳在数量和样式上与车辆(未示出)的车轮中的安装孔相对应，以便经由凸耳螺母(未示出)安装在轮毂14上，这些凸耳螺母以通常的方式拧到凸耳上。一旦安装好，车轮就可与轮毂14一起相对于固定底座12旋转。
36.其中设置有轴承46、48的环形间隙42借助于轮毂14与底座12之间的空间而通向轴承组的内侧和外侧，以便能够相对旋转。间隙42由密封布置或系统封闭。更具体地，间隙42的内侧通过设置内侧密封件56来封闭，并且间隙42的外侧通过设置外侧密封件58来封闭。密封件56、58的细节如下，但是每个密封件设计成使得即使在最恶劣的条件下也单独地和共同地密封间隙42以防止污染物进入，在最恶劣的条件下，组件10在存在污染物的情况下经受极端的热循环或冲击，这是其他已知的轮毂密封件设计基于新的密封完整性评估测试所不能实现的，这也将在下面描述。通过这种方式，确保了包含在间隙或空间42内的涂有润滑脂的轴承46、48不会一定程度地暴露于外部污染物，这种暴露会导致性能降低、对轴承或滚道的损坏和/或过早失效。在整个说明书中使用的“污染物”包括水和水基流体、湿气或蒸气。这样的污染物将包括烂泥和冰，以及盐和其他经过化学处理的水。泥浆、灰尘和沙子也
包括在需要防止的不期望的外部污染物中，如轮毂组件在日常使用中通常会遇到的道路污垢和其他碎片。
37.如图2和图4中最佳所示，内侧密封件56具有优选地由金属制成的环形托架60，该环形托架紧密配合地滑动到底座12的内侧端部上，以将托架牢固地紧固到底座12。在托架60与底座12之间的界面处建立了不透流体的连接，以防止污染物通过这个潜在的进入点到达容纳轴承46、48的密封的空间42。不透流体的连接由弹性o形环62提供，该弹性o形环被接纳在与安装底座12的内侧端部18相邻地设置的o形环凹槽64中。o形环62延伸出其凹槽64，并被紧密地压缩在托架60的内径与凹槽64的底部和侧面之间，确保没有或基本上没有污染物能够进入托架60与底部12之间并试图进入密封的空间42，即使在下面描述的恶劣测试条件下也是如此。
38.托架60在底座12的内侧自由端上延伸，并径向向内朝向轮毂14。优选地由诸如钢等金属制成的甩油圈66被压装到轮毂14的内侧端部上，以与轮毂一起围绕轴线a旋转。甩油圈66具有圆柱形安装轴环68和凸缘69，该安装轴环滑动到轮毂14的内侧端部周围的位置中，该凸缘以与托架60的径向向内突出部分重叠但轴向向外间隔开的方式从轴环68径向向外张开，从而在甩油圈66与托架60之间形成l形间隙，一旦安装了内侧密封件56，则该l形间隙限定进入空间42中的通道的最内侧端部。密封剂70(诸如)设置在轴环68与轮毂14之间的界面处，以在该轴环与轮毂之间形成不透流体的密封，以便即使在本文所阐述的极端条件下也阻止外部污染物经过界面并进入其中密封有轴承46、48的空间42。托架60在使用中是静止的，而甩油圈66随着轮毂14相对于托架60旋转。托架60与甩油圈66之间的l形间隙由新型密封系统密封，该密封系统具有先前不知道的用于轮毂组件的现有内侧密封件中的极端密封完整性，特别是在本文描述的极端测试条件下。
39.内侧密封系统56包括密封本体91，该密封本体固定附接到托架60，并包括多个动态密封唇缘(71,72,74,76)，所有这些密封唇缘被包含在l形间隙内，包括最外面的密封唇缘76，并且所有这些密封唇缘在恒定的弯曲偏压力下动作，该恒定的弯曲偏压力下即使在极端条件下也能提供动态和静态密封能力。内侧密封系统56优选地包括两个主内部密封唇缘71、72，这两个主内部密封唇缘从托架突出并密封地接合甩油圈66的轴环68的外径表面。这些密封唇缘71、72在相反的方向上张开，其中最内侧的密封唇缘71沿着轴环68铺设并朝向内侧的一组轴承46突出。这种布置和取向用于防止润滑脂从空间42逸出经过密封唇缘71。下一个主密封唇缘72同样抵靠轴环68的外径表面铺设，但是沿相反方向轴向地远离内侧轴承46延伸。这防止了可能已经到达密封唇缘72的任何污染物进入密封的空间42中。
40.内侧密封系统56还包括至少两个副外部密封唇缘74、76，该至少两个副外部密封唇缘从轴环68突出并密封地接合甩油圈凸缘69的轴向内表面。两个外部副密封唇缘74、76包含在l形间隙中，并处于恒定的弯曲偏压力下，以提供动态和静态密封性能。最内侧的副密封件74桥接托架60与甩油圈凸缘69之间的间隙，并在弯曲时抵靠凸缘69的轴向内表面铺设，使得密封唇缘的自由端朝向另一个副密封件76径向向外突出。最外侧的副密封件76同样桥接该间隙，并以与密封唇缘74相同的方式抵靠凸缘69的轴向内表面铺设。它也向外弯曲，使得密封唇缘76的自由端朝向凸缘69的自由端延伸，但不超过该凸缘的自由端。换句话说，密封唇缘76被包含在l形间隙内并以与副密封唇缘74相似的方式构造和动作，并且不像一些最外面的密封件那样通过在凹槽外部搭接自由端甩油圈来充当迷宫式或灰尘型防护
件。利用本副密封唇缘76，任何可能遇到l形间隙的污染物首先被副密封唇缘76、74阻止进入密封的空间42中，并且如果任何污染物偶然经过副密封唇缘74、76，则主密封唇缘71、72阻止任何对密封的空间42的进一步侵入，即使在存在污染物(诸如水或水基流体)的热冲击(淬火)的极端使用条件下，并且尤其是在静态密封条件(即，轮毂14是静止的，并且l形间隙在经受热冲击时浸没在污染物中)下。
41.外侧密封件58还被设计成提供用于轮毂组件的现有外侧密封件所不知道的密封完整性水平，尤其是在本文所描述的极端验证测试条件下。如图2和图3最佳所示，外侧密封件58包括内部主密封件88和外部副密封件90。内部主密封件88和外部副密封件90是单独的构造。在这方面，内部主密封件88包括其自身的托架92，该托架优选地由金属制成并且更优选地由钢制成，并具有圆柱形安装部分94和径向向内延伸的凸缘部分96。安装部分94的外径表面被压成与安装底座16的邻近其外侧端部的对应内径表面牢固接合。在安装部分94和安装底座16的界面处提供附加的密封剂98(诸如橡胶或)，以提供不透流体的密封，使得阻止到达界面的任何污染物穿过并通过界面到达容纳轴承的密封的空间42。
42.底座12和轮毂14的部分之间的包含外侧密封件56的间隙42是大致j形的，其中轮毂14的刚好超出外侧轴承组48的表面包括紧邻轴承56的且平行于轴线a的水平部分100和垂直于轴线并延伸超过底座12的外侧端部18的竖直部分102。倒圆内部拐角104形成水平部分100与竖直部分102之间的过渡。竖直部分102表示轮毂14的凸缘50的加厚部分。在竖直部分102的径向外侧，凸缘50的尺寸逐渐减小到凸耳安装其上的较薄圆盘。在过渡处存在半径106，标志着竖直部分102的结束。半径106与底座16的外侧端部34径向地轴向间隔开。
43.内部外侧密封件88包括多个密封唇缘108、110、112。密封唇缘108、110、112可以由橡胶或其他合适的天然或合成材料制成。密封唇缘包括最里面的第一密封唇缘108、最外面的密封唇缘110和中间密封唇缘112。所有的密封唇缘108、110、112形成在密封本体109上，该密封本体固定附接在托架92的凸缘96上。最里面的密封唇缘108从附连到托架92的密封本体109延伸，并抵靠轮毂14的水平部分100铺设，朝向轴承58轴向地突出。唇缘108可以是流体动力型密封件，在操作中，该密封件将到达唇缘108的任何润滑剂朝向密封的空间42泵回，并且为此目的，该密封件可以包括与旋转轮毂表面反应以实现泵送动作的螺纹形式。中间密封唇缘112位于第一密封唇缘108的轴向外侧，并以弯曲形式恒定地偏压抵靠轮毂14的倒圆部分104，其中唇缘114在与密封唇缘108的方向相反的方向上朝j形间隙的嘴部沿半径104向上延伸。最外面的密封唇缘110也从附连到托架92的密封本体109延伸，并以恒定偏压和弯曲的形式抵靠外部副密封件90径向向内的竖直部分102铺设。所有三个密封唇缘108、100、112提供动态和静态密封，用于将润滑脂保持在空间42内，同时将外部污染物保持在空间42之外。用于制造唇缘108、110、112的橡胶或其他密封材料可以沿着凸缘96延伸到唇缘110的底座上方，并延伸到圆柱形部分94的至少一部分上，以在圆柱形部分94与底座16之间的界面处提供密封剂，从而在界面处提供不透流体的密封。
44.外侧外部副密封件90具有固定附接到托架114的密封本体119，该托架优选地由诸如钢等金属制成，并包括圆柱形安装部分116和径向凸缘部分118。圆柱形部分116被压成与底座12的外径部分紧密接合，其中凸缘118在底座12的外侧端面上径向向内突出。密封剂117(诸如)被施加到圆柱形部分116和可选地凸缘部分118，以增加保持力，并且还在托架114与底座12之间的界面处提供不透流体的密封，使得即使在本文描述的极端条件
下外部污染物也不能穿过界面并到达密封的空间42。密封件90具有至少一个密封唇缘120，该至少一个密封唇缘从密封本体119突出，附连到托架114上，与轮毂14成弯曲且恒定偏压接合，在密封唇缘110的径向外侧并在相同方向上抵靠竖直部分102铺设。密封唇缘120远离密封唇缘110朝向j形间隙的嘴部突出。可以看出，唇缘120保持在底座12的端部与竖直壁部分102之间的竖直空间区域中(间隙均匀)，并且唇缘没有突出超过竖直部分102进入半径106中，因此保持唇缘120上的紧密弯曲和偏压，从而在使用中的动态和静态下都有效地阻挡污染物进入。这与其他轮毂密封件不同，在其他轮毂密封件中，最外面的密封唇缘在j形间隙之外并延伸到半径中，从而允许污染物在本文所描述的极端使用条件下通过。
45.组件10包括集成的车轮速度传感器系统80，该车轮速度传感器系统在使用中形成车辆的防抱死制动系统(abs)的一部分。如图4中最佳所示，传感器系统80可以包括铁磁传感器环82，该铁磁传感器环安装在轮毂14上，用于在内侧密封件56与内侧轴承组46之间的轴向位置处与该轮毂一起旋转，并且因此以与轴承组46相同的方式被保护免受污染物污染，如图2所示。如图1和图5所示，传感器系统80进一步包括abs电缆84，该abs电缆延伸穿过轮毂组件10中的开口，用于外部连接到abs控制器(未示出)。重要的是，电缆84延伸穿过的开口以不透流体的方式被密封，从而阻止污染物从电缆84和开口的界面处进入密封的空间42，如图5进一步所示。优选地，橡胶或其他柔性且优选地弹性的塑料索环86可以在电缆84和开口周围原位模制，使得索环86桥接该空间并粘附到电缆84和开口周围的材料中的每一者上，以使界面不透流体，同时仍然允许与开口相邻的电缆84具有柔性。本文认识到，作为组件10的整个密封系统的一部分，电缆84与其进入轮毂组件10中的开口之间的界面表示通向轮毂组件的内部密封的空间42的另一可能的泄漏路径，并且因此通过模制索环86采取措施，以提供足够的密封完整性水平，从而即使在由完整性测试所表示的最恶劣的条件下，也能防止污染物进入该界面，以成功地阻断可能泄漏到空间42中的又一个路径。密封该界面的一些现有尝试涉及放置在电缆上滑动的保护罩或防护件，但是这样的方法在极端条件下仍然可能泄漏，因为保护罩与电缆之间的界面不能保证在轮毂组件的整个寿命期间都是流体密封的，这不同于该实施方案的模制索环86。
46.因此，轮毂组件10具有污染物可能进入密封的空间中的许多位置或部位。托架60、92、114的界面；甩油圈66的界面；内侧密封件56和外侧密封件58的密封唇缘以及abs电缆84。组件10已经被设计成将这些位置中的每个位置识别为可能的泄漏源，并且每个部位已经被设计成密封这些部位中的每个部位，使得组件可以在如由新构思的完整性测试所表示的极端恶劣的使用条件下运行，而没有污染物泄漏经过这些部位并进入密封的空间42中。
47.图6中示出了新的密封完整性测试方法200。该测试方法涉及使新制造的轮毂经受某些测试条件，这些测试条件表示轮毂在其使用寿命过程中可能经历的极端恶劣的操作条件。“新制造的”是指轮毂组件没有在车辆上使用过或再制造等，而是准备好首次使用。新的密封完整性测试方法200的应用不限于新制造的轮毂，而是也可以用于先前已经在车辆上使用或再制造的轮毂。虽然先前的完整性测试已经被开发出来并且为行业所知，但是没有一个测试像本测试那样严格，并且也没有一个测试考虑到一些轮毂在极端使用期间可能遇到的某些操作条件。
48.新的密封完整性测试包括流体污染物浸没/热冲击测试。在这种情况下，水或水溶液是优选的液体污染物，但是本领域技术人员将会理解，也可以使用其他流体，例如如果轮
毂在使用期间旨在或预期暴露于特定的流体或其他污染物。与先前已知的水浸没测试不同，浸没测试与极端的热循环或冲击相结合。
49.在与水浸没/热冲击测试相关联的方法200中，对轮毂测试样本10进行称重210，并然后将这些测试样本暴露于加热环境212，随后将这些测试样本投入水(或其他污染物)的冷浴214中，干燥216并重新称重218。样本可以是制造时的新型轮毂组件，或者可以是首先通过上述泥浆/盐/负载测试的新型轮毂组件。经受浸没测试的样本如果在测试和称重之后的重量增加小于3克，并且更优选地小于1克，并且还更优选地小于0.1克并且最优选地表现出没有或基本上没有质量增加，则这些样本被验证为通过。可以通过拆卸一个或多个样本来检查是否有经过密封点的侵入证据，从而执行验证。可以将泄漏检测染料(例如，荧光敏感染料)添加到水浴中，使得如果水已经到达密封的空间，则在拆卸轮毂后暴露于荧光灯下时，可以可视地检测到这样的证据。
50.应该将样本10的外部碎片清除，并且然后称重以记录样本的初始质量。样本10所经受的温度可以变化，但是优选地，将样本放置在设定在约200℉、并且优选地200℉的升高的目标温度的室中。升高的目标温度也可以高于200℉。热电偶优选地连接到轮毂凸缘，以监控组件在室中的温度。轮毂优选地以水平位置放置在室中。根据所选择的升高的目标温度，将样本10留在室内预定的时间，或者直到轮毂凸缘温度读数为约或精确地为200℉或以上。
51.污染物浴应该具有足够的尺寸和体积来完全浸没轮毂组件10(例如，5加仑可能足以完全浸没轮毂组件)。在组件已经被加热到目标升高温度(优选地200℉)之后，将该组件从室中移除，并立即将组件投入污染物浴中，确保该组件完全浸没。对于该测试实施方案，污染物浴是包含泄漏检测芯片的水溶液。浴的温度保持在约或精确地35℉至40℉的目标降低温度，并且浴可以是冰浴。因此，样本的各种密封点暴露于突然的热冲击循环，其中界面处的不同材料经历相同或不同的热收缩率，同时在完全暴露于液体污染物的情况下试图保持不透流体的密封。换句话说，极热的轮毂组件测试部件和极冷的流体污染物浴之间160度至165度的温差对轮毂组件10施加了直接的热冲击，同时在轮毂10的所有密封点处完全并同时暴露于污染物。例如，当装备有轮毂的车辆在重负载(高速或拖引重型拖车)下运行并突然受到水或其他污染物的冲击时，例如在长途运输之后将船拖车退回到冷湖中或者在轮毂的大量需求下遇到一滩深水或烂泥时，这样的极端热冲击可能导致轮毂变热。已知的轮毂组件在这些验证条件下未能通过，而根据所描述的实施方案构造的轮毂组件在其密封件没有被水溶液渗透的情况下运行。
52.测试样本10保持浸没在浴中延长的时段(诸如1小时)，以测试密封点在这些极端热冲击条件下的有效性。然后将该测试样本从浴中移除，并进行滴干达2小时。将任何剩余的水从外部和测试样本上擦去，而不会干扰任何可能已经进入密封的空间42的流体污染物。对外部干燥的样本10以克级进行重新称重，测量到小数点后4位(0.0001)。如果质量增加小于3克，并且更优选地小于1克，并且还更优选地小于0.1克，并且最优选地没有或基本上没有质量增加，则样本通过验证并“通过”。根据实际测试，根据所描述实施方案构造的轮毂组件在浸没/温度冲击测试之后示出零质量增加。样本也被拆卸，并且没有证据表明液体污染物已经到达密封的空间42。通过比较，测试了来自八个不同竞争者的新制造的轮毂，并且这些轮毂全部具有经过它们的密封点的泄漏的证据。
53.测试样本通过/未能通过质量增加(g)radical 513179未能通过16gac delco 19259596未能通过15gtimken tkshf00028未能通过14gmevotech txf513121未能通过14gdorman 951-061未能通过5ggmb 730-0003未能通过18gntn we60702未能通过18gkaiyuan 513179未能通过20g发明实施方案通过0g
54.对于上述竞争性的已知轮毂样本，质量增加的范围(由于水侵入密封的空间中)为从5克到22克。通过拆卸和检查验证了这些竞争性样本中的水侵入，所有样本都示出水泄漏到密封的轴承室中的可视化证据，这是由于密封的轴承空间中存在水和泄漏检测芯片。换句话说，八个不同制造商的所有竞争性轮毂组件样本都没有通过新的浸没测试。本文仅新设计的轮毂组件10(上表中的发明实施方案)成功地通过了新的浸没/热冲击测试，验证了考虑所有密封点的密封系统优于目前市场上已知的现有竞争性轮毂。
55.新的密封完整性测试可以可选地在泥浆/盐雾测试之前，该泥浆/盐雾测试涉及使轮毂经受泥浆/盐雾环境，但是同时处于负载下。换句话说，该测试不仅仅是轮毂组件延长的时段暴露在刺激性化学物质中的测试，而是轮毂组件进一步放置在负载下的测试。泥浆盐雾测试采用泥浆和盐在水中的浆料。该组成可以变化，但是可以包含约或精确的10wt.％的泥浆和约或精确地0.5wt％的盐。首先对轮毂组件10的测试样本进行称重。然后，测试样本在受控的室中以高速并在重负载下运行。特别地，轮毂在约或精确地fr＝7.35kn、fa＝2.2kn的负载下以约或精确地1000rpm运转约或精确地2小时，同时恒定地沐浴在约或精确地6-7l/min的泥浆/盐/水浆料的雾中，随后在轮毂10悬挂的情况下静置约或精确地2小时。轮毂组件运行24个周期(总共96小时)。测试后，彻底干燥样本并重新称重。如果测试结果表明质量增加小于约3％，并且abs传感器运转正常，则样本通过验证。拆卸至少两个样本，并且检查内部腐蚀情况，尤其是所有提及的密封点的内部。如果没有证据表明浆料污染物到达轴承被包含的密封的空间，则样本通过验证。根据该实施方案制备的样本表现出小于3％的质量增加，并且更具体地没有质量增加。
56.显然，根据以上教导内容，本发明的许多修改和变型是可能的。因此，应当理解，本发明可以以不同于具体描述的方式实施，同时仍在本发明的范围内。

技术特征：
1.一种轮毂组件，所述轮毂组件包括：安装底座，所述安装底座适用于附接到车辆；轮毂，所述轮毂由所述安装底座支撑并包括轮缘；环形间隙，所述环形间隙设置在所述安装底座与所述轮毂之间；多个轴承，所述多个轴承设置在所述环形间隙中并支撑所述轮毂以相对于所述安装底座围绕轴线旋转；内侧密封件，所述内侧密封件布置在内侧上的所述环形间隙中，并能够操作来密封包含所述轴承的空间以防止污染物从所述内侧进入；和外侧密封件，所述外侧密封件布置在外侧上的所述环形间隙中，并能够操作来密封包含所述轴承的所述空间以防止污染物从所述外侧进入，所述外侧密封件包括主托架和至少一个主密封唇缘，所述主托架在邻近所述轴承的外侧的第一位置处安置在所述安装底座上，所述至少一个主密封唇缘从所述托架突出并在所述环形间隙内的第一位置处接合所述轮毂的第一密封表面，并且所述外侧密封件进一步包括副托架和至少一个副密封唇缘，所述副托架在与所述第一位置径向地向外间隔开的第二位置处安置在所述安装底座上，所述至少一个副密封唇缘与所述轮毂的轴向面向内侧的密封表面接合。2.根据权利要求1所述的轮毂组件，其中，所述外侧密封件包括至少三个主密封唇缘，所述至少三个主密封唇缘从所述主托架突出，并且每个主密封唇缘在所述环形间隙内抵靠所述轮毂的对应密封表面偏压。3.根据权利要求2所述的轮毂组件，其中，所述至少三个密封唇缘中的最里面的密封唇缘抵靠所述轮毂的所述密封表面弯曲并朝向所述轴承突出，所述至少三个密封唇缘中的最外面的密封唇缘抵靠所述轮毂的所述密封表面弯曲并远离所述轴承突出，并且设置在所述最里面的密封唇缘与所述最外面的密封唇缘之间的中间密封唇缘抵靠所述轮毂的所述密封表面弯曲并朝向所述最外面的密封唇缘突出。4.根据权利要求3所述的轮毂组件，其中，所述轮毂的所述密封表面包括：轮毂部分，所述轮毂部分平行于所述轴线，所述最里面的密封唇缘抵靠所述轮毂部分接合；竖直凸缘部分，所述竖直凸缘部分被布置成垂直于所述轮毂部分并从所述轮毂部分径向地向外延伸，所述最外面的密封唇缘抵靠所述竖直凸缘部分接合；和内部倒圆拐角部分，所述内部倒圆拐角部分位于所述轮毂部分与所述凸缘部分之间，并且所述中间密封唇缘抵靠所述内部倒圆拐角部分接合。5.根据权利要求1所述的轮毂组件，所述轮毂组件包括甩油圈，所述甩油圈具有设置在所述轮毂的内侧端部周围的圆柱形轴环部分和从所述轴环部分径向地向外延伸的凸缘部分，其中，所述内侧密封件包括设置在所述安装底座的所述内侧端部周围的内侧密封件托架。6.根据权利要求5所述的轮毂组件，所述轮毂组件包括：密封剂，所述密封剂设置在所述甩油圈的所述轴环部分与所述轮毂之间的界面处，以阻止污染物从所述界面处进入所密封的空间；和密封件，所述密封件位于所述内侧密封件托架与所述安装底座之间的界面处。7.根据权利要求5所述的轮毂组件，所述轮毂组件包括从所述内侧密封件托架突出并接合所述甩油圈的多个密封唇缘。8.根据权利要求7所述的轮毂组件，其中，所述多个密封唇缘包括：最里面的密封唇缘，
所述最里面的密封唇缘被偏压成与所述甩油圈轴环的外径密封表面接合并被弯曲成轴向地朝向所述轴承延伸；第二密封唇缘，所述第二密封唇缘被偏压成与所述甩油圈轴环的所述外径密封表面接合，位于所述最里面的密封唇缘的轴向外侧，并且远离所述最里面的密封唇缘轴向地弯曲；第三密封唇缘，所述第三密封唇缘被偏压成与所述甩油圈凸缘的内表面接合并远离所述第二密封唇缘弯曲；和第四密封唇缘，所述第四密封唇缘位于所述第三密封唇缘的径向外侧并且被偏压成与所述甩油圈凸缘的所述内表面接合并远离所述第三密封唇缘弯曲。9.根据权利要求1所述的轮毂组件，所述轮毂组件包括：abs电缆，所述abs电缆延伸穿过所述安装底座；和模制索环，所述模制索环粘附到所述电缆和所述安装底座，以密封所述电缆与所述安装底座之间的界面，防止污染物进入所密封的空间。10.根据权利要求1所述的轮毂组件，其中，所述轮毂组件在污染物有可能进入所密封的空间的界面表面处具有至少八个密封点，并且其中，当所述轮毂组件经受密封完整性浸没/热冲击测试时，所有的所述密封点被充分完整地密封以防泄漏，没有污染物进入所密封的空间，在所述测试中，所述轮毂组件被加热预定的加热时间，直到所述轮毂的所述凸缘部分达到目标升高温度，并且然后在具有目标降低温度的污染物浴中淬火预定的淬火时间。11.根据权利要求10所述的轮毂组件，其中，所述目标升高温度为至少200℉，其中，所述目标降低温度为大约35℉至40℉，并且其中，所述预定的淬火时间为大约1小时。12.一种轮毂组件，所述轮毂组件包括：安装底座；轮毂；环形间隙，所述环形间隙位于所述安装底座与所述轮毂之间；润滑轴承，所述润滑轴承设置在所述环形间隙中，用于支撑所述轮毂相对于所述安装底座旋转；多个密封件，所述多个密封件用于在经受浸没测试时限制液体污染物侵入所述环形间隙中，在所述浸没测试中，所述组件的至少一部分被加热到约200℉的目标升高温度，并且然后浸没在处于约35℉至40℉的目标降低温度的所述液体污染物的浴中，使得基于所述浸没测试之前和之后所述组件的质量变化，少于3克的液体污染物侵入所述环形间隙中。13.根据权利要求12所述的轮毂组件，其中，所述测试之前和之后的所述质量变化基本上为零。14.一种评估水侵入轮毂组件中的方法，所述轮毂组件包括安装底座、轮毂、位于所述安装底座与所述轮毂之间的环形间隙、设置在所述环形间隙中用于支撑所述轮毂相对于所述安装底座旋转的润滑轴承以及用于限制水侵入所述环形间隙中的密封布置，所述方法包括以下步骤：将所述轮毂组件放置在加热环境中一段时间，直到所述轮毂组件的至少一部分达到约200℉的目标升高温度；在所述轮毂组件的所述部分被加热到至少所述目标升高温度之后，将所述轮毂组件从所述加热环境中移除；提供冷却环境，所述冷却环境包含具有约35℉至40℉的目标降低温度的液体；在将所述轮毂组件从所述加热环境中移除之后，将所述轮毂组件浸没到所述冷却环境
中；以及在预定的时间段之后，将所述轮毂组件从所述冷却环境中移除。15.根据权利要求14所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，所述方法进一步包括以下步骤：在将所述轮毂组件放置到所述加热环境中的步骤之前，取所述轮毂组件的所述质量的第一测量值；在将所述轮毂从所述冷却环境中移除之后，干燥所述轮毂组件的外表面；以及在干燥所述轮毂组件的所述外表面之后，取所述轮毂组件的所述质量的第二测量值。16.根据权利要求15所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，其中，所述轮毂的所述质量的所述第二测量值比所述轮毂的所述质量的所述第一测量值大不超过3.0克。17.根据权利要求15所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，其中，所述轮毂的所述质量的所述第二测量值比所述轮毂的所述质量的所述第一测量值大不超过1.0克。18.根据权利要求15所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，其中，所述轮毂的所述质量的所述第二测量值比所述轮毂的所述质量的所述第一测量值大不超过0.1克。19.根据权利要求15所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，其中，所述轮毂质量的所述第二测量值大约等于所述轮毂的所述质量的所述第一测量值。20.根据权利要求14所述的评估水侵入轮毂组件中的方法，其中，所述轮毂组件是从未在车辆上使用过的新型轮毂组件。

技术总结
提供了一种轮毂组件(10)，该轮毂组件包括安装底座(12)和轮毂(14)，该轮毂由设置在该轮毂与该安装底座之间的环形空间内的多个轴承(46,48)支撑以在该安装底座上旋转。提供了一种密封系统(56,58)，该密封系统密封该空间中的所有侵入点，使得当该组件经受浸没/热冲击测试时，液体污染物被抑制或阻止进入空间并到达这些轴承，在该测试中，该组件被加热到升高温度，并且然后浸没在该液体污染物的冷浴。还提供了一种测试轮毂组件的密封完整性的方法。提供了一种测试轮毂组件的密封完整性的方法。提供了一种测试轮毂组件的密封完整性的方法。


技术研发人员：L
受保护的技术使用者：费德罗-莫格尔汽车零部件有限责任公司
技术研发日：2021.10.04
技术公布日：2023/6/29