DE102010038081A1

DE102010038081A1 - Method of determining ball midpoint of ball joint for vehicle, involves determining ball midpoint by reference point based on spacing between midpoint and reference point and determining midpoint position relative to reference system

Info

Publication number: DE102010038081A1
Application number: DE201010038081
Authority: DE
Inventors: Marko Schmerwitz; Karel Kalma; Dieter Stabel; Ewald Janssen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-04-12

Abstract

The method involves clamping an assembly into a holding device of a test equipment. An overall reference system of the assembly is set. The position of the ball pivot center axis (8) is determined. The position of reference point (19) on the ball pivot center axis is determined. The ball midpoint (4) of joint ball (2) is determined by the reference point according to the fixed spacing (20) between the ball midpoint and reference point. The position of the ball midpoint relative to the overall reference system of assembly is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Bestimmung des Kugelmittelpunkts von Kugelgelenken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a measuring method for determining the ball center of ball joints according to the preamble of claim 1.

In Baugruppen, insbesondere in zusammengebauten Serienteilen wie zum Beispiel einem Fahrwerks-Querlenker, ist es schwierig, die tatsächliche Position bzw. Lage des Kugelmittelpunkts eines Kugelgelenks im eingebauten Zustand in Bezug auf das Bezugssystem (Datum-System) der Baugruppe zu bestimmen. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Gelenkkugel des Kugelgelenks im eingebauten Zustand von außen nicht zugänglich ist. Ein Aufschneiden des Kugelgelenkgehäuses oder des Dichtungsbalgs, um die Gelenkkugel des Kugelgelenks zu erreichen, führt zur Zerstörung der Baugruppe bzw. macht die Baugruppe für weitere Benutzung unbrauchbar. Gerade die Position der Gelenkkugel im eingebauten Zustand ist jedoch für die Qualität der Baugruppe wesentlich, da sie beispielsweise bei einem Querlenker die Position eines Aufnahmepunkts bzw. Kinematikpunkts der Radaufhängung bestimmt. Folglich wird die Position bzw. die Lage des Kugelgelenks und insbesondere die der Gelenkkugel des Kugelgelenks in der Baugruppe besonders eng toleriert und stellt ein Maß dar, das bei Qualitätssicherungsverfahren, wie beispielsweise dem Produktionsteil-Abnahmeverfahren (Production Part Approval Process, PPAP), eine wesentliche Rolle spielt.In assemblies, especially in assembled series parts such as a suspension control arm, it is difficult to determine the actual position or location of the ball center of a ball joint when installed relative to the datum system of the assembly. This is due to the fact that the ball joint of the ball joint in the installed state is not accessible from the outside. Cutting the ball joint housing or sealing bellows to reach the ball joint ball joint will destroy the assembly or render the assembly unusable for further use. However, the position of the joint ball in the installed state is essential for the quality of the assembly, since it determines the position of a receiving point or kinematics point of the suspension, for example, in a wishbone. Consequently, the position of the ball joint, and more particularly that of the ball joint of the ball joint in the assembly, is particularly tightly tolerated and provides a measure that is essential in quality assurance procedures, such as the Production Part Approval Process (PPAP) Role play.

Im Rahmen einer Bemusterung (Part Submission Warrant) von Serienteilen zur Qualitätssicherung zum Beispiel gemäß dem Produktionsteil-Abnahmeverfahren (PPAP), wie es in der Automobilindustrie seit Jahren erfolgreich eingesetzt wird, geht es vor allem darum, Teile aus den Serienprozessen, die beispielsweise eigen hergestellte oder zugelieferte Baugruppen umfassen können, daraufhin zu prüfen, ob sie den Zeichnungen, beispielsweise Konstruktionszeichnungen, entsprechen und somit festgelegten Qualitätsanforderungen genügen. Es besteht daher ein großer Bedarf, die wahre Lage der Gelenkkugel eines Kugelgelenks und insbesondere deren Kugelmittelpunkt in einem eingebauten Zustand in einer Baugruppe bezüglich des Bezugssystems (Datum-System) der Baugruppe bestimmen zu können, ohne das Kugelgelenkgehäuse oder die Baugruppe zerstören zu müssen und dadurch die wahre Lage des Kugelgelenks in der Baugruppe zu beeinflussen oder die Baugruppe unbrauchbar zu machen.As part of a Part Submission Warrant of series parts for quality assurance, for example, according to the Production Part Acceptance Procedure (PPAP), as it has been successfully used in the automotive industry for years, it is all about parts from the series processes, for example, self-produced or assemblies supplied, to check whether they correspond to the drawings, for example design drawings, and thus meet specified quality requirements. Therefore, there is a great need to be able to determine the true position of the ball joint of a ball joint and in particular their ball center in an installed state in an assembly with respect to the Datum system of the assembly without having to destroy the ball joint housing or assembly and thereby affect the true position of the ball joint in the assembly or render the assembly unusable.

Aus der EP 1 680 608 B1 ist ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine mehrteilige Meßanordnung mit einem Signalgeber und einem Sensor zwischen dem zapfenseitigen Ende der Gelenkkugel und dem zapfenseitigen Ende eines Dichtungsbalgs angeordnet ist. Mit der Meßanordnung können die Verschwenkung und/oder die Verdrehung des Kugelzapfens relativ gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse bestimmt werden.From the EP 1 680 608 B1 a ball joint for a motor vehicle is known in which a multi-part measuring arrangement is arranged with a signal transmitter and a sensor between the pin-side end of the ball joint and the pin-side end of a sealing bellows. With the measuring arrangement, the pivoting and / or the rotation of the ball pin can be determined relative to the ball joint housing.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Meßverfahren anzugeben, mit dem die wahre Lage des Kugelmittelpunkts von Kugelgelenken in einem in einer Baugruppe eingebauten Zustand bezüglich des Bezugssystems der Baugruppe bestimmt werden kann, ohne das Kugelgelenkgehäuse oder die Baugruppe zu zerstören.The object of the present invention has been made to provide a measuring method with which the true position of the ball center of ball joints can be determined in a built-in state with respect to the frame of reference of the assembly, without destroying the ball joint housing or the assembly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Meßverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by a measuring method with the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the dependent claims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Baugruppe mit einem eingebauten Kugelgelenk, beispielsweise ein Fahrwerks-Querlenker eines Kraftfahrzeugs, in einem ersten Schritt in eine Haltevorrichtung eines Prüfmittels eingespannt wird. Das in die Baugruppe eingebaute Kugelgelenk weist im Wesentlichen ein Gehäuse und einen Kugelzapfen auf, wobei eine Gelenkkugel des Kugelzapfens in dem Gehäuse schwenkbar und/oder drehbar gelagert ist. Insbesondere ist die Gelenkkugel des Kugelzapfens nach dem Einbau in die Baugruppe von außen, beispielsweise zu Meßzwecken, nicht zugänglich, ohne das die Gelenkkugel aufnehmende Gehäuse des Kugelgelenks zum Beispiel zu zersägen und folglich zu zerstören, wodurch die wahre Lage der Gelenkkugel des Kugelgelenks in dem Kugelgelenkgehäuse bzw. der Baugruppe beeinflußt, insbesondere verändert würde. In dem in die Baugruppe eingebauten Zustand ist von dem Kugelgelenk im Wesentlichen lediglich der Kugelzapfen von außen zugänglich.The measuring method according to the invention is characterized in that an assembly with a built-in ball joint, for example, a suspension control arm of a motor vehicle, is clamped in a first step in a holding device of a test means. The built-in assembly ball joint essentially comprises a housing and a ball stud, wherein a ball joint of the ball stud is pivotally and / or rotatably mounted in the housing. In particular, the ball joint of the ball stud after installation in the assembly from the outside, for example, for measurement purposes, not accessible, without sawing the joint ball receiving housing of the ball joint, for example, and thus destroying, whereby the true position of the ball joint of the ball joint in the ball joint housing or the module influenced, in particular would be changed. In the installed state in the assembly, only the ball pivot is accessible from the outside of the ball joint substantially.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der zu messenden Baugruppe um ein Serienteil, dessen Qualität beispielsweise im Rahmen eines Produktionsteil-Abnahmeverfahrens (PPAP) anhand der wahren Lage des Kugelmittelpunkts der Gelenkkugel in dem Kugelgelenkgehäuse bzw. in der Baugruppe unter Verwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens beurteilt werden kann.The assembly to be measured is particularly preferably a series part whose quality can be assessed, for example in the context of a production part acceptance procedure (PPAP), using the true position of the ball center of the joint ball in the ball joint housing or in the assembly using the measuring method according to the invention ,

In einem nächsten Schritt wird entsprechend dem Meßverfahren gemäß der Erfindung ein globales Bezugssystem der Baugruppe festgelegt. In einem folgenden Schritt wird die Lage der Kugelzapfenmittelachse ermittelt. Hierfür werden bevorzugt entlang wenigstens zweier in Richtung der Kugelzapfenmittelachse voneinander beabstandeten Umfangslinien des Kugelzapfens mehrere Meßpunkte, besonders bevorzugt wenigstens vier Meßpunkte, gemessen, aus denen die Lage der Mittelachse des Kugelzapfens bestimmt wird.In a next step, according to the measuring method according to the invention global reference system of the module. In a following step, the position of the ball pivot center axis is determined. For this purpose, a plurality of measuring points, particularly preferably at least four measuring points, are preferably measured along at least two circumferentially spaced apart from one another in the direction of the ball pin central axis, from which the position of the central axis of the ball pin is determined.

Besonders bevorzugt werden die Meßpunkte entlang einer Umfangslinie derart gewählt, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßpunkten entlang der Umfangslinie jeweils gleich sind. Aus den entlang der Umfangslinie des Kugelzapfens verteilt angeordneten und gemessenen Meßpunkten wird der Mittelpunkt bezüglich dieser Umfangslinie bestimmt. Die auf diese Weise bestimmten Mittelpunkte der Umfangslinien bestimmen die Lage der Kugelzapfenmittelachse. Wenigstens zwei Mittelpunkte sind zur Bestimmung der Kugelzapfenmittelachse erforderlich, es können jedoch auch mehrere Mittelpunkte für die Ermittlung der Lage der Kugelzapfenmittelachse verwendet werden. Bevorzugt wird die Lage der Kugelzapfenmittelachse bezüglich eines lokalen Bezugssystems des Kugelzapfens ermittelt.Particularly preferably, the measuring points are selected along a circumferential line in such a way that the distances between two adjacent measuring points along the circumferential line are the same in each case. From the measured points distributed and measured along the circumference of the ball stud, the center point is determined with respect to this circumferential line. The center points of the circumferential lines determined in this way determine the position of the ball pivot central axis. At least two centers are required to determine the ball pivot centerline, however, multiple centers may be used to determine the location of the ball pivot centerline. Preferably, the position of the ball pin central axis is determined with respect to a local reference system of the ball stud.

In einem nachfolgenden Schritt wird die Lage eines Referenzpunkts auf der Kugelzapfenmittelachse ermittelt. Ebenfalls werden hierfür bevorzugt entlang wenigstens einer Umfangslinie des Kugelzapfens mehrere Meßpunkte, bevorzugt wenigstens vier Meßpunkte, gemessen, aus denen die Lage des Referenzpunkts auf der Kugelzapfenmittelachse bestimmt wird. Die für die Ermittlung des Referenzpunkts verwendeten Meßpunkte können sich hierbei auf einer Umfangslinie des Kugelzapfens befinden, die von den Umfangslinien, die bereits bei der Ermittlung der Lage der Kegelzapfenmittelachse verwendet wurden, verschieden oder gleich ist. Bevorzugt wird zur Ermittlung des Referenzpunkts wenigstens eine Umfangslinie verwendet, die zu den bei der Ermittlung der Kugelzapfenmittelachse verwendeten Umfangslinien verschieden ist.In a subsequent step, the position of a reference point on the ball pivot center axis is determined. Also, for this purpose, preferably along at least one circumferential line of the ball stud, a plurality of measuring points, preferably at least four measuring points, are measured, from which the position of the reference point on the ball pivot center axis is determined. The measuring points used for the determination of the reference point can hereby be located on a circumferential line of the ball pin, which is different or the same from the circumferential lines that were already used in the determination of the position of the taper pin central axis. Preferably, at least one circumferential line is used to determine the reference point, which is different from the circumferential lines used in the determination of the ball pivot center axis.

Wie zuvor bei der Ermittlung der Lage der Kugelzapfenmittelachse beschrieben, werden die Meßpunkte entlang der Umfangslinie des Kugelzapfens bevorzugt derart gewählt, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßpunkten entlang der Umfangslinie jeweils gleich sind. Aus den entlang der Umfangslinie des Kugelzapfens verteilt angeordneten bzw. gemessenen Meßpunkten wird eine Schnittebene bestimmt, die die Kugelzapfenmittelachse schneidet. Bevorzugt schneidet diese Schnittebene die Kugelzapfenmittelachse im Wesentlichen in einem rechten Winkel. Der Schnittpunkt dieser Schnittebene mit der Kugelzapfenmittelachse bestimmt den Referenzpunkt. Die Ermittlung der Lage des Referenzpunkts erfolgt bevorzugt ebenfalls in dem lokalen Bezugssystem des Kugelzapfens.As described above in determining the position of the ball pivot center axis, the measuring points along the circumferential line of the ball pivot are preferably selected such that the distances between two adjacent measuring points along the circumferential line are the same. From the distributed along the circumferential line of the ball pin arranged or measured measuring points, a cutting plane is determined, which intersects the ball pivot axis. Preferably, this cutting plane intersects the ball pivot central axis substantially at a right angle. The intersection of this cutting plane with the ball pivot center axis determines the reference point. The determination of the position of the reference point is preferably also in the local frame of reference of the ball stud.

Anschließend wird die Lage des Kugelmittelpunkts der Gelenkkugel des in die Baugruppe eingebauten Kugelgelenks bestimmt, indem von dem auf der Kugelzapfenmittelachse liegenden Referenzpunkt ausgehend entlang der Kugelzapfenmittelachse in Richtung der Gelenkkugel ein weiterer Punkt, nämlich der Kugelmittelpunk der Gelenkkugel, durch Abtragen eines festgelegten Abstands von dem Referenzpunkt bestimmt wird. Die Ermittlung der Lage des Kugelmittelpunkts erfolgt bevorzugt in dem lokalen Bezugssystem des Kugelzapfens.Subsequently, the position of the ball center of the ball joint of the built-in ball joint is determined by starting from the lying on the ball pivot center point along the ball pivot axis in the direction of the ball joint another point, namely the ball center point of the ball joint by removing a specified distance from the reference point is determined. The determination of the position of the ball center is preferably carried out in the local reference frame of the ball stud.

Schließlich wird die Lage des Kugelmittelpunkts relativ zu dem globalen Bezugssystems der Baugruppe bestimmt, wodurch die wahre Lage des Kugelmittelpunkts der Gelenkkugel des Kugelgelenks in der Baugruppe bestimmt wird.Finally, the location of the sphere center is determined relative to the global reference frame of the assembly, thereby determining the true location of the ball center of the ball of the ball joint in the assembly.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Meßverfahrens liegt darin, dass, obwohl die Gelenkkugel aufgrund des in die Baugruppe eingebauten Zustands von außen, beispielsweise zu Meßzwecken, nicht zugänglich ist, die wahre Lage des Kugelmittelpunkts der Gelenkkugel des Kugelgelenks in der Baugruppe bestimmt werden kann. Durch den Vergleich dieser Lage mit einem festgelegten Soll-Mittelpunkt und insbesondere aus der Abweichung des mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren bestimmten Kugelmittelpunkts von dem beispielsweise bei der Konstruktion der Baugruppe festgelegten Soll-Mittelpunkt kann eine Aussage über die Qualität der geprüften Baugruppe getroffen werden. Da dieses Verfahren zerstörungsfrei durchgeführt werden kann, eignet es sich besonders für die produktionsbegleitende Qualitätssicherung.The essential advantage of the measuring method according to the invention is that, although the joint ball is not accessible from the outside, for example for measuring purposes, due to the built-in state of the assembly, the true position of the ball center of the ball joint of the ball joint in the assembly can be determined. By comparing this position with a specified desired center and in particular from the deviation of the determined by the measuring method according to the invention ball center of the set, for example, in the construction of the assembly target center a statement about the quality of the tested assembly can be made. Since this procedure can be carried out non-destructively, it is particularly suitable for production-accompanying quality assurance.

Da das erfindungsgemäße Meßverfahren besonders vorteilhaft mit wenig Aufwand, das heißt mit wenigen, einfach durchzuführenden Verfahrensschritten, die Bestimmung der wahren Lage des Kugelmittelpunkts eines Kugelgelenks in einem in eine Baugruppe eingebauten Zustand ermöglicht, ist das Meßverfahren gemäß der Erfindung besonders geeignet, bei der Qualitätssicherung von Serienteilen beispielsweise im Rahmen von Bemusterungsprozessen (Part Submission Warrant) im Produktionsteil-Abnahmeverfahren eingesetzt zu werden. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren Serienteile bzw. Baugruppen mit vergleichsweise geringem Aufwand auf die Einhaltung festgelegter Toleranzgrenzen bezüglich der eingebauten Kugelgelenke überprüfen und somit die Qualität dieser Serienteile sicherstellen.Since the measuring method according to the invention particularly advantageous with little effort, that is, with a few, easy to perform process steps, the determination of the true position of the ball center of a ball joint in a built-in an assembly state allows the measuring method according to the invention is particularly suitable in the quality assurance of For example, series parts can be used as part of submission warrants in the production part acceptance process. Thus, with the measuring method according to the invention, series parts or assemblies can be checked with comparatively little effort for compliance with defined tolerance limits with regard to the installed ball joints and thus ensure the quality of these series parts.

Ferner kann eine Zerstörung der Baugruppe oder des Kugelgelenks, beispielsweise durch das Zersägen des die Gelenkkugel aufnehmenden Kugelgelenkgehäuses, bei Verwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens entfallen, was einerseits die Genauigkeit der zu bestimmenden wahren Lage des Kugelmittelpunkts bezüglich der Baugruppe erhöht und andererseits den Zeit- und Kostenaufwand für die Überprüfung der Baugruppe wesentlich reduziert.Furthermore, a destruction of the assembly or the ball joint, for example by the sawing of the ball joint receiving Ball joint housing, omitted when using the measuring method according to the invention, which on the one hand increases the accuracy of the determined true position of the ball center with respect to the assembly and on the other hand significantly reduces the time and cost of checking the assembly.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird der Referenzpunkt aus einem gegenüber dem Kugelmittelpunkt der Gelenkkugel des Kugelgelenks präzise tolerierten Merkmal des Kugelzapfens ermittelt. Dies ermöglicht eine besonders genaue Bestimmung des Kugelmittelpunkts. Mögliche Merkmale des Kugelzapfens sind beispielsweise eine in die Kugelzapfenoberfläche eingebrachte Nut oder ein an dem Kugelzapfen vorgesehener Flansch.In an advantageous embodiment of the measuring method according to the invention, the reference point is determined from a relative to the ball center of the ball joint of the ball joint precisely tolerated feature of the ball stud. This allows a particularly accurate determination of the ball center. Possible features of the ball stud are, for example, a groove introduced into the ball stud surface or a flange provided on the ball stud.

Besonders bevorzugt wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahren ein solches Merkmal gewählt, das beispielsweise entsprechend der Konstruktion des Kugelgelenks bereits an dem Kugelzapfen vorgesehen ist und die geforderte Eigenschaft bezüglich der Tolerierung gegenüber dem Kugelmittelpunkt der Gelenkkugel des Kugelgelenks aufweist. Folglich ist es nicht erforderlich, speziell für das erfindungsgemäße Meßverfahren ein gegenüber dem Kugelmittelpunkt präzise toleriertes Merkmal an dem Kugelzapfen vorzusehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein solches Merkmal beispielsweise bereits während der Herstellung des Kugelgelenks berücksichtigt, das heißt speziell an dem Kugelzapfen des Kugelgelenks vorgesehen wird. Selbstverständlich könnte ein solches Merkmal auch erst zu einem späteren Zeitpunkt an dem Kugelzapfen vorgesehen bzw. angebracht werden.Particular preference is given to the implementation of the measuring method according to the invention, such a feature is already provided, for example, according to the construction of the ball joint on the ball stud and has the required property with respect to the tolerances with respect to the ball center of the ball joint of the ball joint. Consequently, it is not necessary, especially for the measuring method according to the invention, to provide a characteristic which is precisely tolerated with respect to the ball center on the ball pin. However, it is also conceivable that such a feature, for example, already taken into account during the manufacture of the ball joint, that is provided specifically on the ball stud of the ball joint. Of course, such a feature could also be provided or attached to the ball pivot at a later time.

Ein weiteres derartiges Merkmal, das besonders bevorzugt bei einem Kugelzapfen mit einem kegelförmigen Abschnitt gewählt wird, ist ein festgelegter Durchmesser des kegelförmigen Abschnitts, insbesondere ein Lehrenmaß-Durchmesser des den kegelförmigen Abschnitts bildenden Kegels. Über einen derart festgelegten Lehrenmaß-Durchmesser läßt sich die zuvor bei der Ermittlung des Referenzpunkts erwähnte Schnittebene, die in diesem Fall als Lehrenmaß-Ebene bezeichnet werden kann, bestimmen. Diese Lehrenmaß-Ebene schneidet wie bereits beschrieben die Kugelzapfenmittelachse. Der Schnittpunkt zwischen der Lehrenmaß-Ebene und der Kugelzapfenmittelachse liefert den gesuchten Referenzpunkt.Another such feature, which is particularly preferred in a ball stud with a tapered section, is a fixed diameter of the tapered section, in particular a gauge dimension diameter of the cone forming the tapered section. By way of a gauge gauge diameter determined in this way, the cutting plane mentioned above in the determination of the reference point, which in this case can be referred to as gauge gauge plane, can be determined. This gauge plane intersects the ball pivot central axis as previously described. The intersection between the gauge scale plane and the pivot center axis provides the searched reference point.

Ferner ist ein weiteres derartiges Merkmal, das besonders bevorzugt bei einem Kugelzapfen mit einer Kegelscheibe gewählt wird, ein festgelegter Durchmesser der Kegelscheibe, insbesondere ein Lehrenmaß-Durchmesser der Kegelscheibe. Über einen derart festgelegten Lehrenmaß-Durchmesser läßt wiederum die bereits bei der Ermittlung des Referenzpunkts erwähnte Schnittebene, die als Lehrenmaß-Ebene bezeichnet werden kann, bestimmen. Diese Lehrenmaß-Ebene schneidet wie bereits beschrieben die Kugelzapfenmittelachse. Der Schnittpunkt zwischen der Lehrenmaß-Ebene und der Kugelzapfenmittelachse liefert den gesuchten Referenzpunkt.Furthermore, another such feature, which is particularly preferred in a ball stud with a conical disk, a fixed diameter of the conical disk, in particular a gauge diameter of the conical disk. In turn, the cutting plane already mentioned in the determination of the reference point, which can be referred to as the gauge gauge plane, can be determined via a diameter of gauge determined in this way. This gauge plane intersects the ball pivot central axis as previously described. The intersection between the gauge scale plane and the pivot center axis provides the searched reference point.

Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Meßverfahren eine Koordinatenmeßmaschine als Prüfmittel verwendet. Durch den Einsatz einer Koordinatenmeßmaschine läßt sich die Geschwindigkeit der durchzuführenden Messungen erhöhen bzw. der Zeitaufwand für einen gesamten Meßvorgang erheblich reduzieren. Ferner ermöglicht die Koordinatenmeßmaschine die Gewinnung genauerer Meßergebnisse. Zudem läßt sich ein subjektiver Einfluß eines menschlichen Prüfers beispielsweise bei der manuellen Ausführung der Verfahrensschritte gemäß der Erfindung reduzieren. Dies führt zu genaueren und besser reproduzierbaren Meßergebnissen.Preferably, in the measuring method according to the invention, a coordinate measuring machine is used as test equipment. By using a coordinate measuring machine, the speed of the measurements to be carried out can be increased or the time required for an entire measuring process can be considerably reduced. Furthermore, the Koordinatenmeßmaschine allows obtaining more accurate results. In addition, a subjective influence of a human examiner, for example, in the manual execution of the method steps according to the invention can be reduced. This leads to more accurate and better reproducible measurement results.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to three exemplary embodiments illustrated in the drawing. Show it:

1A eine perspektivische Ansicht eines ersten Kugelzapfens zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, 1A a perspective view of a first ball pin for explaining a first preferred embodiment of the measuring method according to the invention,

1B eine weitere perspektivische Ansicht des in 1A dargestellten Kugelzapfens zur Erläuterung der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, 1B another perspective view of the in 1A illustrated ball pin for explaining the first preferred embodiment of the measuring method according to the invention,

2A eine perspektivische Ansicht eines zweiten Kugelzapfens zur Erläuterung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, 2A a perspective view of a second ball pivot for explaining a second preferred embodiment of the measuring method according to the invention,

2B eine weitere perspektivische Ansicht des in 2A dargestellten Kugelzapfens zur Erläuterung der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, 2 B another perspective view of the in 2A illustrated ball pin for explaining the second preferred embodiment of the measuring method according to the invention,

3A eine perspektivische Ansicht eines dritten Kugelzapfens zur Erläuterung einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, 3A a perspective view of a third ball pivot for explaining a third preferred embodiment of the measuring method according to the invention,

3B einen Teilbereich des in den 3A und 3C dargestellten Kugelzapfens zur Verdeutlichung eines Schritts des Meßverfahrens gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens und 3B a portion of the in the 3A and 3C shown ball pin to illustrate a step of the measuring method according to the third preferred embodiment of the measuring method according to the invention and

3C eine weitere perspektivische Ansicht des in 3A dargestellten Kugelzapfens zur Erläuterung der dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. 3C another perspective view of the in 3A illustrated ball pin for explaining the third preferred embodiment of the measuring method according to the invention.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, so that these are usually described only once.

1A zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Kugelzapfens 1 mit einer Gelenkkugel 2 zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. Der Kugelzapfen 1 ist im Wesentlichen zylinderförmig und weist in seinem Mittelbereich eine Nut 3 auf, die oberflächenseitig an dem Kugelzapfen 1 vorgesehen ist. Die Nut 3 ist gegenüber dem in 1B dargestellten Kugelmittelpunkt 4 präzise toleriert, das heißt der Abstand der Nut 3 von dem Kugelmittelpunkt 4 weist eine sehr kleine Toleranz auf. 1B stellt den in 1A gezeigten Kugelzapfen 1 mit der Gelenkkugel 2 und der Nut 3 in einer weiteren perspektivischen Ansicht zur Erläuterung der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. 1A shows a perspective view of a first ball stud 1 with a joint ball 2 for explaining a first preferred embodiment of the measuring method according to the invention. The ball stud 1 is substantially cylindrical and has a groove in its central region 3 on, the surface side of the ball stud 1 is provided. The groove 3 is opposite to in 1B shown center of the ball 4 precisely tolerated, that is the distance of the groove 3 from the sphere center 4 has a very small tolerance. 1B puts the in 1A shown ball stud 1 with the joint ball 2 and the groove 3 in a further perspective view for explaining the first preferred embodiment of the measuring method according to the invention.

Es ist anzumerken, dass der in den 1A und 1B dargestellte Kugelzapfen 1 bei der im Folgenden beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens in einem nicht dargestellten Gehäuse gelagert ist. Insbesondere ist die Gelenkkugel 2 in dem nicht dargestellten Gehäuse in bekannter Weise schwenkbar und/oder drehbar gelagert. Der Kugelzapfen 1, die Gelenkkugel 2 und das nicht dargestellte Gehäuse bilden im Wesentlichen ein erstes Kugelgelenk, auf das im Folgenden Bezug genommen wird. Dieses Kugelgelenk ist ferner in einer in den 1A und 1B ebenfalls nicht dargestellten Baugruppe, beispielsweise einem Fahrwerks-Querlenker eines Kraftfahrzeugs, eingebaut. Aus Übersichtlichkeits- und Vereinfachungsgründen ist in den 1A und 1B zur Beschreibung der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens lediglich der Kugelzapfen 1 mit der Gelenkkugel 2 dargestellt.It should be noted that in the 1A and 1B shown ball stud 1 in the hereinafter described first preferred embodiment of the measuring method according to the invention is mounted in a housing, not shown. In particular, the joint ball 2 in the housing, not shown, pivotally mounted and / or rotatable in a known manner. The ball stud 1 , the joint ball 2 and the housing, not shown, substantially form a first ball joint, to which reference is made in the following. This ball joint is further in a in the 1A and 1B also not shown assembly, such as a suspension control arm of a motor vehicle installed. For clarity and simplification is in the 1A and 1B to describe the preferred first embodiment of the measuring method according to the invention only the ball stud 1 with the joint ball 2 shown.

Als vorbereitende Maßnahme wird vor dem eigentlichen Meßvorgang ein möglicherweise zwischen dem Gehäuse des ersten Kugelgelenks und dem Kugelzapfen 1 angeordneter Gummibalg an dem Kugelzapfen 1 in Einbaulage durch geeignete Maßnahmen, zum Beispiel durch Kabelbinder, fixiert. Sollte es nicht möglich sein, den Gummibalg in Einbaulage zu fixieren und dadurch genügend Kugelzapfenoberfläche für das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Meßverfahren freizulegen, wird der Gummibalg abgeschnitten und die Zapfenoberfläche anschließend von Fettrückständen gesäubert.As a preparatory measure, a possible between the housing of the first ball joint and the ball pin before the actual measurement 1 arranged rubber bellows on the ball stud 1 in installation position by suitable measures, for example by cable ties, fixed. Should it not be possible to fix the rubber bellows in the installed position and thereby expose enough ball stud surface for the measuring method according to the invention described below, the rubber bellows is cut off and the pin surface is then cleaned of grease residues.

Anstelle oder zusätzlich zu der Nut 3 könnte der Kugelzapfen 1 auch einen in den Figuren nicht dargestellten Flansch aufweisen, der ebenfalls gegenüber dem Kugelmittelpunkt 4 präzise toleriert wäre. Ist ein solcher Flansch an dem Kugelzapfen 1 frei zugänglich, bedarf es keiner speziellen Vorbehandlung des Gummibalgs. In dem Fall jedoch, in dem der Flansch an dem Kugelzapfen 1 nicht frei zugänglich ist, wird der Gummibalg entfernt und die Zapfenoberfläche ebenfalls von Fettrückständen gesäubert.Instead of or in addition to the groove 3 could the ball stud 1 Also have a flange, not shown in the figures, which also opposite the ball center 4 precisely tolerated. Is such a flange on the ball stud 1 freely accessible, it requires no special pretreatment of the rubber bellows. In the case, however, in which the flange on the ball stud 1 is not freely accessible, the rubber bellows is removed and the pin surface is also cleaned of grease residues.

In einem ersten Schritt der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Baugruppe, in die das erste Kugelgelenk eingebaut ist, in eine Haltevorrichtung eines Prüfmittels, bevorzugt eine Koordinatenmeßmaschine, eingespannt. Das Einspannen in die Haltevorrichtung erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung eines beispielsweise auf einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, angegebenen Bezugssystems (Datum-Systems) der Baugruppe. In einem nachfolgenden Schritt wird ein globales Bezugssystem bzw. ein globales Koordinatensystem für die Baugruppe beispielsweise anhand der Festlegung von Bezugslinien bestimmt.In a first step of the first preferred embodiment of the measuring method according to the invention, the assembly, in which the first ball joint is installed, in a holding device of a test means, preferably a coordinate measuring machine, clamped. The clamping in the holding device is preferably carried out taking into account a specified example of a drawing, for example a design drawing, reference system (date system) of the assembly. In a subsequent step, a global reference system or a global coordinate system for the assembly, for example, determined by the definition of reference lines.

Um während der Messungen ungewollte Berührung zwischen dem Prüfmittel, insbesondere einem Meßkopf des Prüfmittels, und dem Kugelzapfen 1 zu vermeiden, wird der Kugelzapfen 1 bevorzugt möglichst parallel zur vertikalen Achse des Prüfmittels, insbesondere der Koordinatenmeßmaschine, ausgerichtet.During the measurements unintentional contact between the test equipment, in particular a measuring head of the test equipment, and the ball stud 1 to avoid the ball stud 1 preferably aligned as parallel to the vertical axis of the test means, in particular the Koordinatenmeßmaschine.

Anschließend wird in einem nächsten Schritt die Lage der Kugelzapfenmittelachse 8 bestimmt. Hierzu wird bevorzugt wenigstens ein oberer Durchmesser an einer oberen Umfangslinie 5 und ein unterer Durchmesser an einer unteren Umfangslinie 6 des Kugelzapfens 1 mit Hilfe von jeweils wenigsten vier Meßpunkten 7 gemessen.Subsequently, in a next step, the position of the ball pivot central axis 8th certainly. For this purpose, preferably at least one upper diameter at an upper circumferential line 5 and a lower diameter at a lower peripheral line 6 of the ball stud 1 with the help of at least four measuring points 7 measured.

Die Meßpunkte 7 sind in 1A durch Kreisringe dargestellt. Wie 1A zu entnehmen ist, sind jeweils vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des oberen Durchmessers entlang der oberen Umfangslinie 5 des Kugelzapfens 1 und vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des unteren Durchmessers entlang der unteren Umfangslinie 6 des Kugelzapfens 1 zueinander beabstandet angeordnet. Bevorzugt sind die Meßpunkte 7 pro Umfangslinie derart angeordnet, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßpunkten 7 jeweils gleich sind.The measuring points 7 are in 1A represented by circular rings. As 1A can be seen, are each four measuring points 7 for determining the upper diameter along the upper circumferential line 5 of the ball stud 1 and four measuring points 7 for determining the lower diameter along the lower circumferential line 6 of the ball stud 1 spaced apart. The measuring points are preferred 7 per circumferential line arranged such that the distances between two adjacent measuring points 7 are the same.

Die Meßpunkte 7 der Umfangslinien 5 und 6 legen jeweils den oberen und den unteren Durchmesser des Kugelzapfens 1 sowie einen Kreismittelpunkt der jeweiligen Umfangslinien 5 und 6 fest. Die Kugelzapfenmittelachse 8 wird durch die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte der oberen und unteren Umfangslinien 5 und 6 bestimmt. Selbstverständlich können zur Bestimmung des jeweiligen Kreismittelpunkts der Umfangslinien 5 und 6 mehr als die hier dargestellten vier Meßpunkte 7 pro Umfangslinie gemessen werden. Ebenso können zur Bestimmung der Kugelzapfenmittelachse 8 auch mehr als die in der 1A dargestellten zwei Umfangslinien 5 und 6 verwendet werden.The measuring points 7 the circumferential lines 5 and 6 lay each of the upper and lower diameter of the ball stud 1 and a circle center of the respective circumferential lines 5 and 6 firmly. The ball pivot center axis 8th is defined by the connecting line of the circle centers of the upper and lower perimeters 5 and 6 certainly. Of course, to determine the respective circle center of the circumferential lines 5 and 6 more than the four measuring points shown here 7 measured per perimeter. Likewise, for determining the ball pivot center axis 8th also more than that in the 1A illustrated two circumferential lines 5 and 6 be used.

Die auf diese Weise bestimmte Kugelzapfenmittelachse 8 bildet bevorzugt die z-Achse eines lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystems des Kugelzapfens 1.The ball center axis determined in this way 8th preferably forms the z-axis of a local reference or coordinate system of the ball stud 1 ,

In einem folgenden Schritt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Lage eines Referenzpunkts 9 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 ermittelt. Hierzu werden entlang einer Umfangslinie 10 der Nut 3 wenigstens vier Meßpunkte 7 gemessen, bevorzugt unter Zuhilfenahme eines selbst zentrierenden Verfahrens. Die Umfangslinie 10 entspricht bevorzugt der Mittellinie der Nut 3. Zur Aufnahme der Meßpunkte 7 wird vorteilhaft eine Meßkopfgröße des Prüfmittels gewählt, die maximal etwa 10% größer als die Breite der Nut 3 ist.In a following step of the first embodiment of the measuring method according to the invention, the position of a reference point is determined 9 on the ball pivot central axis 8th determined. For this purpose, along a circumferential line 10 the groove 3 at least four measuring points 7 measured, preferably with the aid of a self-centering method. The circumference 10 preferably corresponds to the center line of the groove 3 , To record the measuring points 7 Advantageously, a measuring head size of the test means is selected which is at most about 10% larger than the width of the groove 3 is.

Anschließend wird mittels der wenigstens vier Meßpunkte 7 die Ebene der Nut 3 (Nut-Ebene) bestimmt. Diese Ebene wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1 bestimmt. Die derart bestimmte Nut-Ebene verläuft senkrecht zu der Kugelzapfenachse 8 und bildet somit eine die Kugelzapfenachse 8 schneidende Schnittebene. Bevorzugt wird der Schnittpunkt dieser Schnittebene mit der Kugelzapfenachse 8 in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1 bestimmt. Der Schnittpunkt ist der gesuchte Referenzpunkt 9.Subsequently, by means of the at least four measuring points 7 the plane of the groove 3 (Groove level) determined. This plane is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 certainly. The groove plane determined in this way runs perpendicular to the ball pivot axis 8th and thus forms the ball pivot axis 8th cutting section plane. Preferably, the intersection of this cutting plane with the ball pivot axis 8th in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 certainly. The intersection is the searched reference point 9 ,

Anschließend wird der Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 mit Hilfe des zuvor bestimmten Referenzpunkts 9 und einem von diesem festgelegten Abstand 11 bestimmt. Der Abstand 11 gibt den Abstand zwischen dem Kugelmittelpunkt 4 und der zuvor ermittelten Nut-Ebene bzw. dem Referenzpunkt 9 an und wird beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, des ersten Kugelgelenks entnommen. Von dem Referenzpunkt 9 wird der Abstand 11 entlang der Kugelzapfenmittelachse 8 in Richtung der Gelenkkugel 2 abgetragen und somit der Kugelmittelpunkt 4 bestimmt. Der Kugelmittelpunkt 4 wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1 bestimmt.Subsequently, the sphere center 4 the joint ball 2 on the ball pivot central axis 8th using the previously determined reference point 9 and a distance set by this 11 certainly. The distance 11 gives the distance between the ball center 4 and the previously determined groove level or the reference point 9 and, for example, a drawing, for example, a design drawing, taken from the first ball joint. From the reference point 9 becomes the distance 11 along the ball pivot central axis 8th in the direction of the joint ball 2 removed and thus the ball center 4 certainly. The sphere center 4 is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 certainly.

In dem Fall, dass der Kugelzapfen 1 einen gegenüber dem Kugelmittelpunkt 4 präzise tolerierten Flansch anstelle oder zusätzlich zu der Nut 3 aufweist, wie bereits weiter oben beschrieben wurde, kann der Flansch zur Ermittlung der Lage eines Referenzpunkts auf der Kugelzapfenmittelachse 8 anstelle der Nut 3 verwendet werden. Hierzu werden ebenfalls wenigstens vier Meßpunkte auf einer Oberseite des Flansches und gleichmäßig über dessen Umfang verteilt gemessen.In the case of the ball stud 1 one opposite the ball center 4 precisely tolerated flange instead of or in addition to the groove 3 As has already been described above, the flange can be used to determine the position of a reference point on the ball pivot central axis 8th instead of the groove 3 be used. For this purpose, at least four measuring points are also measured on an upper side of the flange and distributed uniformly over its circumference.

Anschließend wird die Flanschebene durch diese vier Meßpunkte, bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1, bestimmt. Diese Ebene steht bevorzugt senkrecht auf der Kugelzapfenmittelachse 8, das heißt sie schneidet die Kugelzapfenmittelachse 8 im Wesentlichen in einem rechten Winkel und bildet somit eine Schnittebene. Der Schnittpunkt dieser Flansch- bzw. Schnittebene mit der Kugelzapfenmittelachse 8 wird bestimmt, wiederum bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1, und bildet den zu ermittelnden Referenzpunkt auf der Kugelzapfenmittelachse 8. Der Kugelmittelpunkt 4 wird schließlich, ebenfalls bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1, bestimmt, indem der beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, des ersten Kugelgelenks entnommene Abstand zwischen dem Kugelmittelpunkt 4 und der ermittelten Flanschebene von dem Schnitt- bzw. Referenzpunkt entlang der Kugelzapfenmittelachse 8 in Richtung der Gelenkkugel 2 abgetragen wird.Subsequently, the flange plane through these four measuring points, preferably in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 , certainly. This plane is preferably perpendicular to the ball pivot axis 8th that is, it intersects the ball pivot central axis 8th essentially at a right angle and thus forms a sectional plane. The intersection of this flange or cutting plane with the ball pivot center axis 8th is determined, again preferably in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 , and forms the reference point to be determined on the ball pivot center axis 8th , The sphere center 4 Finally, it is also preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 1 determined, for example, by the distance between the center of the ball, for example a drawing, for example a construction drawing, of the first ball joint 4 and the determined flange plane from the cutting or reference point along the ball pivot center axis 8th in the direction of the joint ball 2 is removed.

Unabhängig davon, ob der Referenzpunkt 9 auf der Kugelzapfenachse 8 mit Hilfe der Nut 3 oder ein solcher Referenzpunkt mit Hilfe des Flanschs wie vorstehend beschrieben ermittelt wurde, wird in einem letzten Schritt der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens die Lage des Kugelmittelpunkts 4, das heißt seine Position in x,- y- und z-Richtung, relativ zu dem eingangs der ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens festgelegten globalen Bezugssystem der Baugruppe bestimmt. Hierzu wird beispielsweise der zuvor bestimmte Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 aus dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 1 in das globale Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe transformiert. Der so ermittelte Kugelmittelpunkt 4 kann abschließend in dem globalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe notiert werden und gibt die wahre Lage des Kugelmittelpunkts 4 der Gelenkkugel 2 bezüglich der Baugruppe an. Zur Beurteilung der Qualität der Baugruppe kann dieser, mittels des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmte Kugelmittelpunkt 4 mit einem für die Baugruppe vorgegebenen, festgelegten Soll-Mittelpunkt verglichen werden. Die Abweichung dieser Werte voneinander kann als Maß für die Beurteilung der Qualität der Baugruppe herangezogen werden.Regardless of whether the reference point 9 on the ball stud axle 8th with the help of the groove 3 or such a reference point was determined by means of the flange as described above, in a final step of the preferred first embodiment of the measuring method according to the invention, the position of the ball center 4 that is, its position in the x, -y, and z directions, relative to the global reference frame of the assembly defined at the beginning of the first preferred embodiment of the measuring method according to the invention. For this example, the previously determined ball center 4 the joint ball 2 from the local reference or coordinate system of the ball stud 1 transformed into the global reference or coordinate system of the module. The thus determined ball center 4 can finally be noted in the global reference or coordinate system of the assembly and gives the true location of the sphere center 4 the joint ball 2 regarding the assembly. To assess the quality of the assembly of this, determined by the measuring method according to the invention ball center 4 be compared with a specified setpoint center specified for the assembly. The deviation of these values from each other can be used as a measure for the assessment of the quality of the assembly.

Der Meßfehler der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmt sich aus der Meßunsicherheit des verwendeten Prüfmittels, beispielsweise der Koordinatenmeßmaschine, zuzüglich der Toleranz des Abstandes 11 zwischen der Nut 3 bzw. des Flansches und dem Kugelmittelpunkt 4, wie sie beispielsweise in einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, angegeben ist.The measurement error of the first embodiment of the measuring method according to the invention determined arising from the measurement uncertainty of the test equipment used, such as the Koordinatenmeßmaschine, plus the tolerance of the distance 11 between the groove 3 or the flange and the ball center 4 as indicated for example in a drawing, for example a construction drawing.

Die 2A und 2B zeigen jeweils perspektivische Ansichten eines zweiten Kugelzapfens 13 mit einer Gelenkkugel 2 zur Erläuterung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. Der Kugelzapfen 13 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt 14 und einen kegelförmigen Abschnitt 15 auf. Der zylinderförmige Abschnitt 14 kann als Gewindeabschnitt ausgeführt sein, bzw. kann abschnittsweise ein Gewinde aufweisen. Ein derartiger Kugelzapfen 13 ist auch als Kegelzapfen bekannt.The 2A and 2 B each show perspective views of a second ball stud 13 with a joint ball 2 for explaining a second preferred embodiment of the measuring method according to the invention. The ball stud 13 has a substantially cylindrical portion 14 and a cone-shaped section 15 on. The cylindrical section 14 can be designed as a threaded portion, or may have a thread in sections. Such a ball stud 13 is also known as a taper.

Wie bereits zu dem in den 1A und 1B dargestellten Kugelzapfen 1 erläutert, ist auch der Kugelzapfen 13 bei der im Folgenden beschriebenen zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens in einem nicht dargestellten Gehäuse gelagert. Insbesondere ist die Gelenkkugel 2 in dem nicht dargestellten Gehäuse in bekannter Weise schwenkbar und/oder drehbar gelagert. Der Kugelzapfen 13, die Gelenkkugel 2 und das nicht dargestellte Gehäuse bilden im Wesentlichen ein zweites Kugelgelenk, auf das im Rahmen der Beschreibung der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens Bezug genommen wird.As already to the in the 1A and 1B shown ball stud 1 is explained, is also the ball stud 13 stored in the case of the second preferred embodiment of the measuring method according to the invention described below in a housing, not shown. In particular, the joint ball 2 in the housing, not shown, pivotally mounted and / or rotatable in a known manner. The ball stud 13 , the joint ball 2 and the housing, not shown, substantially form a second ball joint, to which reference is made in the description of the second preferred embodiment of the measuring method according to the invention.

Das zweite Kugelgelenk ist ferner in einer in den 2A und 2B ebenfalls nicht dargestellten Baugruppe, beispielsweise einem Fahrwerks-Querlenker eines Kraftfahrzeugs, eingebaut. Aus Übersichtlichkeits- und Vereinfachungsgründen ist in den 2A und 2B zur Beschreibung der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens lediglich der Kugelzapfen 13 mit der Gelenkkugel 2 dargestellt.The second ball joint is further in a in the 2A and 2 B also not shown assembly, such as a suspension control arm of a motor vehicle installed. For clarity and simplification is in the 2A and 2 B to describe the preferred second embodiment of the measuring method according to the invention only the ball stud 13 with the joint ball 2 shown.

Als vorbereitende Maßnahme wird vor dem Meßvorgang das obere Ende des zwischen dem Gehäuse des zweiten Kugelgelenks und dem Kugelzapfen 13 angeordneten Gummibalgs mittels geeignete Maßnahmen (z. B. spezielle hufeisenförmige Halter) in Richtung der Kugel über den Kegel geschoben, bis ausreichend Kegeloberfläche zur Verfügung steht, und in dieser Position festgehalten. Hierbei muß darauf geachtet werden, dass der Gummibalg nicht beschädigt wird und nicht bis zu seiner Einbauposition geschoben wird, um nachteilige Effekte für das Dichtungssystem zu vermeiden. Es muß lediglich eine ausreichende Kegeloberfläche für das nachfolgende Verfahren zur Verfügung stehen.As a preliminary measure, the upper end of the between the housing of the second ball joint and the ball pin before measuring 13 arranged rubber bellows by means of suitable measures (eg., special horseshoe-shaped holder) in the direction of the ball pushed over the cone until sufficient cone surface is available, and held in this position. Care must be taken here that the rubber bellows is not damaged and is not pushed to its installation position, in order to avoid adverse effects on the sealing system. All that is required is a sufficient conical surface for the subsequent process.

In einem ersten Schritt der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Baugruppe, in die das zweite Kugelgelenk eingebaut ist, in eine Haltevorrichtung eines Prüfmittels, bevorzugt eine Koordinatenmeßmaschine, eingespannt. Das Einspannen in die Haltevorrichtung erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung eines beispielsweise auf einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, angegebenen Bezugssystems (Datum-Systems) der Baugruppe. In einem nachfolgenden Schritt wird ein globales Bezugssystem bzw. ein globales Koordinatensystem für die Baugruppe beispielsweise anhand der Festlegung von Bezugslinien bestimmt.In a first step of the second preferred embodiment of the measuring method according to the invention, the assembly, in which the second ball joint is installed, in a holding device of a test means, preferably a Koordinatenmeßmaschine clamped. The clamping in the holding device is preferably carried out taking into account a specified example of a drawing, for example a design drawing, reference system (date system) of the assembly. In a subsequent step, a global reference system or a global coordinate system for the assembly, for example, determined by the definition of reference lines.

Um während der Messungen ungewollte Berührung zwischen dem Prüfmittel, insbesondere einem Meßkopf des Prüfmittels, und dem Kugelzapfen 13 zu vermeiden, wird der Kugelzapfen 13 bevorzugt möglichst parallel zur vertikalen Achse des Prüfmittels, insbesondere der Koordinatenmeßmaschine, ausgerichtet.During the measurements unintentional contact between the test equipment, in particular a measuring head of the test equipment, and the ball stud 13 to avoid the ball stud 13 preferably aligned as parallel to the vertical axis of the test means, in particular the Koordinatenmeßmaschine.

Anschließend wird in einem nächsten Schritt die Lage der Kugelzapfenmittelachse 8 bestimmt. Hierzu wird wenigstens ein oberer Durchmesser an einer oberen Umfangslinie 16 und ein unterer Durchmesser an einer unteren Umfangslinie 17 des Kugelzapfens 13 mit Hilfe von jeweils wenigsten vier Meßpunkten 7 gemessen. Bevorzugt wird auch ein mittlerer Durchmesser an einer mittleren Umfangslinie 18 des Kugelzapfens 13 mit Hilfe von wenigsten vier weiteren Meßpunkten 7 gemessen. Wie 2A zu entnehmen ist, sind die Umfangslinien 16, 17 und 18 in dem kegelförmigen Abschnitt 15 des Kugelzapfens 13 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass eine oder mehrer Umfangslinien in dem zylinderförmigen Abschnitt 14 angeordnet sind und der Durchmesser des Kugelzapfens 13 in diesem Abschnitt gemessen wird. Für den nachfolgend beschriebenen Schritt zur Ermittlung der Lage des Referenzpunkts auf der Kugelzapfenmittelachse 8 ist es jedoch besonders vorteilhaft, ebenfalls die Kegelsteigung des kegelförmigen Abschnitts 15 mit Hilfe von wenigstens zwei in diesem Abschnitt 15 angeordneten Umfangslinien zu bestimmen.Subsequently, in a next step, the position of the ball pivot central axis 8th certainly. For this purpose, at least one upper diameter at an upper circumferential line 16 and a lower diameter at a lower peripheral line 17 of the ball stud 13 with the help of at least four measuring points 7 measured. Also preferred is a mean diameter at a central perimeter 18 of the ball stud 13 with the help of at least four further measuring points 7 measured. As 2A it can be seen are the circumferential lines 16 . 17 and 18 in the conical section 15 of the ball stud 13 arranged. It is also conceivable that one or more circumferential lines in the cylindrical portion 14 are arranged and the diameter of the ball stud 13 measured in this section. For the step described below for determining the position of the reference point on the ball pivot center axis 8th However, it is particularly advantageous, also the conical slope of the conical section 15 with the help of at least two in this section 15 to determine arranged circumferential lines.

Die Meßpunkte 7 sind in 2A durch Kreisringe dargestellt. Wie 2A zu entnehmen ist, sind jeweils vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des oberen Durchmessers entlang der oberen Umfangslinie 16 des Kugelzapfens 13, vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des unteren Durchmessers entlang der unteren Umfangslinie 17 des Kugelzapfens 13 und vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des mittleren Durchmessers entlang der mittleren Umfangslinie 18 des Kugelzapfens 13 zueinander beabstandet angeordnet. Bevorzugt sind die Meßpunkte 7 entlang der Umfangslinien 16, 17 und 18 jeweils derart angeordnet, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßpunkten 7 jeweils gleich sind.The measuring points 7 are in 2A represented by circular rings. As 2A can be seen, are each four measuring points 7 for determining the upper diameter along the upper circumferential line 16 of the ball stud 13 , four measuring points 7 for determining the lower diameter along the lower circumferential line 17 of the ball stud 13 and four measuring points 7 for determining the mean diameter along the central circumferential line 18 of the ball stud 13 spaced apart. The measuring points are preferred 7 along the perimeter lines 16 . 17 and 18 in each case arranged that the distances between two adjacent measuring points 7 are the same.

Die Meßpunkte 7 der Umfangslinien 16, 17 und 18 legen jeweils den oberen, unteren und mittleren Durchmesser des Kugelzapfens 13 sowie einen Kreismittelpunkt der jeweiligen Umfangslinien 16, 17 und 18 fest. Die Kugelzapfenmittelachse 8 wird durch die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte der oberen, unteren und mittleren Umfangslinien 16, 17 und 18 bestimmt. Selbstverständlich können zur Bestimmung des jeweiligen Kreismittelpunkts der Umfangslinien 16, 17 und 18 mehr als vier Meßpunkte 7 pro Umfangslinie verwendet werden. Ebenso können zur Bestimmung der Kugelzapfenmittelachse 8 auch mehr als die in der 2A dargestellten drei Umfangslinien 16, 17 und 18 oder auch lediglich zwei Umfangslinien verwendet werden.The measuring points 7 the circumferential lines 16 . 17 and 18 lay each of the upper, lower and middle diameter of the ball stud 13 and a circle center of the respective circumferential lines 16 . 17 and 18 firmly. The ball pivot center axis 8th is defined by the connecting line of the circle centers of the upper, lower and middle circumferential lines 16 . 17 and 18 certainly. Of course, to determine the respective circle center of the circumferential lines 16 . 17 and 18 more than four measuring points 7 per perimeter are used. Likewise, for determining the ball pivot center axis 8th also more than that in the 2A illustrated three circumferential lines 16 . 17 and 18 or only two circumferential lines are used.

Erlaubt das Meßmittel die direkte Bestimmung der Kegeloberfläche, so stellt dies ein alternatives Verfahren zur Bestimmung der Kegelachse dar. Vorteilhaft kann bei diesem Verfahren direkt die Position des Lehrendurchmessers mittels Rechnung ermittelt werden und braucht nur noch optional durch Messung überprüft zu werden.If the measuring means permits the direct determination of the conical surface, this represents an alternative method of determining the conical axis. Advantageously, the position of the gauge diameter can be determined directly by means of calculation in this method and only needs to be optionally checked by measurement.

Aus den Meßpunkten 7 der jeweiligen Umfangslinien 16, 17 und 18 wird bei dem Kugelzapfen 13 ebenfalls die Steigung des den kegelförmigen Abschnitt 15 bildenden Kegels bestimmt.From the measuring points 7 the respective circumferential lines 16 . 17 and 18 becomes at the ball stud 13 also the slope of the conical section 15 forming cone.

Die auf diese Weise bestimmte Kugelzapfenmittelachse 8 bildet bevorzugt die z-Achse eines lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystems des Kugelzapfens 13.The ball center axis determined in this way 8th preferably forms the z-axis of a local reference or coordinate system of the ball stud 13 ,

In einem folgenden Schritt der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Lage eines Referenzpunkts 19 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 ermittelt. Hierzu wird mit Hilfe der zuvor bestimmten Kegelsteigung die Ebene bestimmt, in der sich das Lehrenmaß des den kegelförmigen Abschnitt 15 bildenden Kegels befindet. Das Lehrenmaß wird beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, des zweiten Kugelgelenks entnommen und legt einen bestimmten Durchmesser (Lehrenmaß-Durchmesser) des kegelförmigen Abschnitts 15 und damit die zuvor genannte Ebene (Lehrenmaß-Ebene) fest. Diese Lehrenmaß-Ebene wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 13 bestimmt. Die derart bestimmte Lehrenmaß-Ebene verläuft senkrecht zu der Kugelzapfenachse 8 und bildet somit eine die Kugelzapfenachse 8 schneidende Schnittebene. Bevorzugt wird der Schnittpunkt dieser Schnittebene mit der Kugelzapfenachse 8 in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 13 bestimmt. Dieser Schnittpunkt ist der gesuchte Referenzpunkt 19.In a following step of the second embodiment of the measuring method according to the invention, the position of a reference point is determined 19 on the ball pivot central axis 8th determined. For this purpose, the plane determined by the previously determined conical slope, in which the gauge of the conical section 15 forming cone is located. For example, the gauge gauge is taken from a drawing, for example, a construction drawing, of the second ball joint and defines a specific diameter (gauge diameter) of the tapered section 15 and thus the previously mentioned level (gauge dimension level). This gauge scale is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 13 certainly. The gauge gauge plane thus determined is perpendicular to the ball pivot axis 8th and thus forms the ball pivot axis 8th cutting section plane. Preferably, the intersection of this cutting plane with the ball pivot axis 8th in the local reference or coordinate system of the ball stud 13 certainly. This intersection is the searched reference point 19 ,

Anschließend wird der Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 mit Hilfe des zuvor bestimmten Referenzpunkts 19 und einem von diesem festgelegten Abstand 20 bestimmt. Der Abstand 20, der den Abstand zwischen dem Kugelmittelpunkt 4 und der Lehrenmaß-Ebene bzw. dem Referenzpunkt 19 angibt, wird beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, des zweiten Kugelgelenks entnommen. Von dem Referenzpunkt 19 wird der Abstand 20 entlang der Kugelzapfenmittelachse 8 in Richtung der Gelenkkugel 2 abgetragen und somit der Kugelmittelpunkt 4 bestimmt. Der Kugelmittelpunkt 4 wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 13 bestimmt.Subsequently, the sphere center 4 the joint ball 2 on the ball pivot central axis 8th using the previously determined reference point 19 and a distance set by this 20 certainly. The distance 20 , which is the distance between the center of the sphere 4 and the gauge scale level or reference point 19 indicates, for example, a drawing, for example, a design drawing, the second ball joint is removed. From the reference point 19 becomes the distance 20 along the ball pivot central axis 8th in the direction of the joint ball 2 removed and thus the ball center 4 certainly. The sphere center 4 is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 13 certainly.

In einem letzten Schritt der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Lage des Kugelmittelpunkts 4, das heißt seine Position in x,- y- und z-Richtung, relativ zu dem eingangs der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens festgelegten globalen Bezugssystem der Baugruppe bestimmt. Hierzu wird beispielsweise der zuvor bestimmte Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 aus dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 13 in das globale Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe transformiert. Der so ermittelte Kugelmittelpunkt 4 kann abschließend im globalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe notiert werden und gibt die Lage des Kugelmittelpunkts 4 der Gelenkkugel 2 unter Berücksichtigung der vorhandenen Meßunsicherheit bezüglich der Baugruppe an. Zur Beurteilung der Qualität der Baugruppe kann dieser mittels des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmte Kugelmittelpunkt 4 mit einem für die Baugruppe vorgegebenen, festgelegten Soll-Mittelpunkt verglichen werden. Die Abweichung dieser Werte voneinander kann als Maß für die Beurteilung der Qualität der Baugruppe herangezogen werden.In a final step of the preferred second embodiment of the measuring method according to the invention, the position of the ball center 4 that is, its position in the x, -y, and z directions, relative to the global reference system of the assembly specified at the beginning of the second preferred embodiment of the measuring method according to the invention. For this example, the previously determined ball center 4 the joint ball 2 from the local reference or coordinate system of the ball stud 13 transformed into the global reference or coordinate system of the module. The thus determined ball center 4 Finally, it can be noted in the global reference or coordinate system of the module and gives the position of the ball center point 4 the joint ball 2 taking into account the existing measurement uncertainty with respect to the module. To assess the quality of the assembly, this can be determined by means of the measuring method according to the invention certain ball center 4 be compared with a specified setpoint center specified for the assembly. The deviation of these values from each other can be used as a measure for the assessment of the quality of the assembly.

Der Meßfehler der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmt sich aus der Meßunsicherheit des verwendeten Prüfmittels, beispielsweise der Koordinatenmeßmaschine, zuzüglich der Toleranz des Abstandes 20 zwischen dem Kugelmittelpunkt 4 und der Lehrenmaß-Ebene bzw. dem Referenzpunkt 19, wie er beispielsweise in einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, angegeben ist.The measurement error of the second embodiment of the measuring method according to the invention is determined by the measurement uncertainty of the test equipment used, for example the Koordinatenmeßmaschine, plus the tolerance of the distance 20 between the ball center 4 and the gauge scale level or reference point 19 as indicated for example in a drawing, for example a construction drawing.

Die 3A und 3C zeigen jeweils perspektivische Ansichten eines dritten Kugelzapfens 22 mit einer Gelenkkugel 2 zur Erläuterung einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. Der Kugelzapfen 22 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt 23 und eine Kegelscheibe 24 auf. Die Kegelscheibe 24 ist beispielsweise auf den zylinderförmigen Abschnitt 23 des Kugelzapfens 22 aufgepreßt.The 3A and 3C each show perspective views of a third ball stud 22 with a joint ball 2 for explaining a third preferred embodiment of the measuring method according to the invention. The ball stud 22 has a substantially cylindrical portion 23 and a cone pulley 24 on. The cone pulley 24 is for example, on the cylindrical portion 23 of the ball stud 22 pressed.

Die 3B stellt einen Teilbereich des in den 3A und 3C dargestellten Kugelzapfens 22 zur Verdeutlichung eines Schritts des Meßverfahrens gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar.The 3B represents a portion of the in the 3A and 3C shown ball stud 22 to illustrate a step of the measuring method according to the third preferred embodiment of the invention.

Wie bereits bei der Beschreibung der vorhergehenden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Meßverfahrens erläutert wurde, ist auch der Kugelzapfen 22 bei der im Folgenden beschriebenen dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens in einem nicht dargestellten Gehäuse gelagert. Insbesondere ist die Gelenkkugel 2 in dem nicht dargestellten Gehäuse in bekannter Weise schwenkbar und/oder drehbar gelagert. Der Kugelzapfen 22, die Gelenkkugel 2 und das nicht dargestellte Gehäuse bilden im Wesentlichen ein drittes Kugelgelenk, auf das im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens Bezug genommen wird. Dieses Kugelgelenk ist in einer in den 3A, 3B und 3C ebenfalls nicht dargestellten Baugruppe, beispielsweise einem Fahrwerks-Querlenker eines Kraftfahrzeugs, eingebaut. Aus Übersichtlichkeits- und Vereinfachungsgründen ist in den 3A, 3B und 3C zur Beschreibung der bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens lediglich der Kugelzapfen 22 mit der Gelenkkugel 2 dargestellt.As has already been explained in the description of the preceding two embodiments of the measuring method according to the invention, the ball pin is also 22 when stored in the following described third preferred embodiment of the measuring method according to the invention in a housing, not shown. In particular, the joint ball 2 in the housing, not shown, pivotally mounted and / or rotatable in a known manner. The ball stud 22 , the joint ball 2 and the housing, not shown, substantially form a third ball joint, to which reference is made in the following description of the third embodiment of the measuring method according to the invention. This ball joint is in one in the 3A . 3B and 3C also not shown assembly, such as a suspension control arm of a motor vehicle installed. For clarity and simplification is in the 3A . 3B and 3C to describe the preferred third embodiment of the measuring method according to the invention only the ball stud 22 with the joint ball 2 shown.

In einem ersten Schritt der dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Baugruppe, in die das dritte Kugelgelenk eingebaut ist, in eine Haltevorrichtung eines Prüfmittels, bevorzugt eine Koordinatenmeßmaschine, eingespannt. Das Einspannen in die Haltevorrichtung erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung eines beispielsweise auf einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, angegebenen Bezugssystems (Datum-Systems) der Baugruppe. In einem nachfolgenden Schritt wird ein globales Bezugssystem bzw. ein globales Koordinatensystem für die Baugruppe beispielsweise anhand der Festlegung von Bezugslinien bestimmt.In a first step of the third preferred embodiment of the measuring method according to the invention, the assembly into which the third ball joint is installed is clamped in a holding device of a test device, preferably a coordinate measuring machine. The clamping in the holding device is preferably carried out taking into account a specified example of a drawing, for example a design drawing, reference system (date system) of the assembly. In a subsequent step, a global reference system or a global coordinate system for the assembly, for example, determined by the definition of reference lines.

Um während der Messungen ungewollte Berührung zwischen dem Prüfmittel, insbesondere einem Meßkopf des Prüfmittels, und dem Kugelzapfen 22 zu vermeiden, wird der Kugelzapfen 22 bevorzugt möglichst parallel zur vertikalen Achse des Prüfmittels, insbesondere der Koordinatenmeßmaschine, ausgerichtet.During the measurements unintentional contact between the test equipment, in particular a measuring head of the test equipment, and the ball stud 22 to avoid the ball stud 22 preferably aligned as parallel to the vertical axis of the test means, in particular the Koordinatenmeßmaschine.

Anschließend wird in einem nächsten Schritt die Lage der Kugelzapfenmittelachse 8 bestimmt. Hierzu wird wenigstens ein oberer Durchmesser an einer oberen Umfangslinie 25 und ein unterer Durchmesser an einer unteren Umfangslinie 26 des Kugelzapfens 22 mit Hilfe von jeweils wenigsten vier Meßpunkten 7 gemessen. Bevorzugt ist die obere Umfangslinie 25 in dem gewindefreien Teil des zylinderförmigen Abschnitt 23 des Kugelzapfens 22 angeordnet, zum Beispiel zwischen der Kegelscheibe 24 und einem in den Figuren nicht dargestellten Gewinde und insbesondere in dem Bereich des zylinderförmigen Abschnitts 23, der an den oberen Umfang der Kegelscheibe 24 angrenzt, wie in 3B deutlich zu erkennen ist. Die untere Umfangslinie 26 ist bevorzugt an dem unteren Umfang der Kegelscheibe 24 angeordnet, wie ebenfalls der 3B deutlich zu entnehmen ist.Subsequently, in a next step, the position of the ball pivot central axis 8th certainly. For this purpose, at least one upper diameter at an upper circumferential line 25 and a lower diameter at a lower peripheral line 26 of the ball stud 22 with the help of at least four measuring points 7 measured. The upper circumferential line is preferred 25 in the unthreaded portion of the cylindrical portion 23 of the ball stud 22 arranged, for example, between the conical disk 24 and a thread, not shown in the figures, and in particular in the region of the cylindrical portion 23 attached to the upper circumference of the cone pulley 24 adjoins, as in 3B is clearly visible. The lower circumference 26 is preferably at the lower circumference of the cone pulley 24 arranged as well as the 3B can be clearly seen.

Die Meßpunkte 7 sind in den 3A, 3B und 3C durch Kreisringe dargestellt. In 3C sind die Meßpunkte 7 entlang der an dem unteren Umfang der Kegelscheibe 24 angeordneten unteren Umfangslinie 26 mittels rechteckiger Symbole dargestellt. Wie den 3A und 3B ferner zu entnehmen ist, sind jeweils vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des oberen Durchmessers entlang der oberen Umfangslinie 25 des Kugelzapfens 22 und vier Meßpunkte 7 zur Bestimmung des unteren Durchmessers entlang der unteren Umfangslinie 26 des Kugelzapfens 22 zueinander beabstandet angeordnet. Bevorzugt sind die Meßpunkte 7 entlang der Umfangslinien 25 und 26 jeweils derart angeordnet, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Meßpunkten 7 jeweils gleich sind.The measuring points 7 are in the 3A . 3B and 3C represented by circular rings. In 3C are the measuring points 7 along the at the lower circumference of the cone pulley 24 arranged lower perimeter 26 represented by rectangular symbols. Like that 3A and 3B it can also be seen that there are four measuring points each 7 for determining the upper diameter along the upper circumferential line 25 of the ball stud 22 and four measuring points 7 for determining the lower diameter along the lower circumferential line 26 of the ball stud 22 spaced apart. The measuring points are preferred 7 along the perimeter lines 25 and 26 each arranged such that the distances between two adjacent measuring points 7 are the same.

Die Meßpunkte 7 der Umfangslinien 25 und 26 legen jeweils den oberen und den unteren Durchmesser des Kugelzapfens 22 sowie einen Kreismittelpunkt der jeweiligen Umfangslinien 25 und 26 fest. Die Kugelzapfenmittelachse 8 wird durch die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte der oberen und unteren Umfangslinien 25 und 26 bestimmt. Selbstverständlich können zur Bestimmung des jeweiligen Kreismittelpunkts der Umfangslinien 25 und 26 mehr als vier Meßpunkte 7 pro Umfangslinie verwendet werden. Ebenso können zur Bestimmung der Kugelzapfenmittelachse 8 auch mehr als die in den 3A und 3B dargestellten zwei Umfangslinien 25 und 26 verwendet werden.The measuring points 7 the circumferential lines 25 and 26 lay each of the upper and lower diameter of the ball stud 22 and a circle center of the respective circumferential lines 25 and 26 firmly. The ball pivot center axis 8th is defined by the connecting line of the circle centers of the upper and lower peripheral lines 25 and 26 certainly. Of course, to determine the respective circle center of the circumferential lines 25 and 26 more than four measuring points 7 per perimeter are used. Likewise, for determining the ball pivot center axis 8th also more than that in the 3A and 3B illustrated two circumferential lines 25 and 26 be used.

Wie bereits für die zweite Ausführungsform beschrieben, kann auch hier als alternatives Verfahren die Kegeloberfläche bestimmt werden, wenn das verwendete Meßmittel dies zuläßt.As already described for the second embodiment, the conical surface can also be determined here as an alternative method if the measuring device used permits this.

Die auf diese Weise bestimmte Kugelzapfenmittelachse 8 bildet bevorzugt die z-Achse eines lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystems des Kugelzapfens 22.The ball center axis determined in this way 8th preferably forms the z-axis of a local reference or coordinate system of the ball stud 22 ,

In einem folgenden Schritt der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Lage eines Referenzpunkts 27 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 ermittelt. Hierzu wird die Ebene bestimmt, in der sich das Lehrenmaß des Kegels der Kegelscheibe 24 befindet (Lehrenmaß-Ebene). Das Lehrenmaß wird beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, des dritten Kugelgelenks entnommen und legt einen bestimmten Durchmesser (Lehrenmaß-Durchmesser) der Kegelscheibe 24 und damit die zuvor genannte Lehrenmaß-Ebene 28 fest.In a following step of the third embodiment of the invention Measurement method becomes the location of a reference point 27 on the ball pivot central axis 8th determined. For this purpose, the plane is determined, in which the gauge of the cone of the cone pulley 24 located (gauge dimension level). For example, the gauge gauge is taken from a drawing, for example, a design drawing, of the third ball joint and defines a certain diameter (gauge diameter) of the cone pulley 24 and thus the aforementioned gauge scale level 28 firmly.

Bevorzugt wird die Lehrenmaß-Ebene 28 der Kegelscheibe 24 ermittelt, indem das Prüfmittel, insbesondere ein Meßkopf, im Abstand des Radius des Lehrenmaßes (halber Lehrenmaß-Durchmesser) parallel zur Kugelzapfenmittelachse 8 bewegt wird, bis der Meßkopf die Mantelfläche der Kegelscheibe 24 berührt. Auf diese Weise werden wenigstens drei weitere Meßpunkte 7 auf der Kegeloberfläche der Kegelscheibe 24 im Abstand des Lehrenmaß-Radius von der Kugelzapfenmittelachse 8 gemessen, so dass insgesamt bevorzugt wenigsten vier gleichmäßig entlang der Umfangslinie 29 der Lehrenmaß-Ebene 28 verteilte Meßpunkte 7 gemessen wurden. Die derart bestimmte Höhe der Meßpunkte 7 legt die Lehrenmaß-Ebene 28 fest. Die Lehrenmaß-Ebene 28 wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 22 bestimmt.The gauge scale is preferred 28 the cone pulley 24 determined by the test means, in particular a measuring head, at a distance of the radius of the gauge (half gauge diameter) parallel to the ball pivot axis 8th is moved until the measuring head, the lateral surface of the conical disk 24 touched. In this way, at least three further measuring points 7 on the conical surface of the cone pulley 24 at the distance of the gauge radius from the ball pivot central axis 8th measured so that a total of at least four prefers evenly along the perimeter 29 the gauge level 28 distributed measuring points 7 were measured. The height of the measuring points determined in this way 7 sets the gauge measurement level 28 firmly. The gauge scale level 28 is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 22 certainly.

Bevorzugt verläuft die Lehrenmaß-Ebene 28 möglichst senkrecht zur Kugelzapfenachse 8 und bildet somit eine die Kugelzapfenachse 8 im Wesentlichen in einem rechten Winkel schneidende Schnittebene. Der Schnittpunkt dieser Schnittebene mit der Kugelzapfenachse 8 wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 22 bestimmt. Dieser Schnittpunkt ist der gesuchte Referenzpunkt 27.The gauge scale plane preferably runs 28 as perpendicular as possible to the ball pin axis 8th and thus forms the ball pivot axis 8th essentially cut at a right angle cutting plane. The intersection of this cutting plane with the ball pivot axis 8th is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 22 certainly. This intersection is the searched reference point 27 ,

Anschließend wird der Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 auf der Kugelzapfenmittelachse 8 mit Hilfe des zuvor bestimmten Referenzpunkts 27 und einem von diesem festgelegten Abstand 30 bestimmt. Der Abstand 30 wird beispielsweise einer Zeichnung, zum Beispiel eine Konstruktionszeichnung, des zweiten Kugelgelenks entnommen und gibt den Abstand des Kugelmittelpunkts 4 von der Lehrenmaß-Ebene 28 bzw. dem Referenzpunkt 27 an. Von dem Referenzpunkt 27 wird der Abstand 30 entlang der Kugelzapfenmittelachse 8 in Richtung der Gelenkkugel 2 abgetragen und somit der Kugelmittelpunkt 4 bestimmt. Der Kugelmittelpunkt 4 wird bevorzugt in dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 22 bestimmt.Subsequently, the sphere center 4 the joint ball 2 on the ball pivot central axis 8th using the previously determined reference point 27 and a distance set by this 30 certainly. The distance 30 For example, a drawing, for example, a construction drawing, is taken from the second ball joint and gives the distance of the ball center 4 from the gauge level 28 or the reference point 27 at. From the reference point 27 becomes the distance 30 along the ball pivot central axis 8th in the direction of the joint ball 2 removed and thus the ball center 4 certainly. The sphere center 4 is preferred in the local reference or coordinate system of the ball stud 22 certainly.

In einem letzten Schritt der bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird die Lage des Kugelmittelpunkts 4, das heißt seine Position in x,- y- und z-Richtung, relativ zu dem eingangs der dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens festgelegten globalen Bezugssystem der Baugruppe bestimmt. Hierzu wird beispielsweise der zuvor bestimmte Kugelmittelpunkt 4 der Gelenkkugel 2 aus dem lokalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem des Kugelzapfens 22 in das globale Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe transformiert. Der so ermittelte Kugelmittelpunkt 4 kann abschließend im globalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem der Baugruppe notiert werden und gibt die wahre Lage des Kugelmittelpunkts 4 der Gelenkkugel 2 bezüglich der Baugruppe an. Zur Beurteilung der Qualität der Baugruppe kann dieser mittels des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmte Kugelmittelpunkt 4 mit einem für die Baugruppe vorgegebenen, festgelegten Soll-Mittelpunkt verglichen werden. Die Abweichung dieser Werte voneinander kann als Maß für die Beurteilung Qualität der Baugruppe herangezogen werden.In a final step of the preferred third embodiment of the measuring method according to the invention, the position of the ball center 4 that is, its position in the x, -y and z directions, determined relative to the global reference frame of the assembly defined at the beginning of the third preferred embodiment of the measuring method according to the invention. For this example, the previously determined ball center 4 the joint ball 2 from the local reference or coordinate system of the ball stud 22 transformed into the global reference or coordinate system of the module. The thus determined ball center 4 Finally, it can be noted in the global reference or coordinate system of the assembly and gives the true position of the sphere's center 4 the joint ball 2 regarding the assembly. To assess the quality of the assembly, this can be determined by means of the measuring method according to the invention certain ball center 4 be compared with a specified setpoint center specified for the assembly. The deviation of these values from each other can be used as a measure of the quality of the assembly.

Der Meßfehler der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens bestimmt sich aus der Meßunsicherheit des verwendeten Prüfmittels, beispielsweise der Koordinatenmeßmaschine, zuzüglich der Toleranz des Lehrenmaß-Durchmessers der Kegelscheibe 24, wie er beispielsweise in einer Zeichnung, zum Beispiel einer Konstruktionszeichnung, angegeben ist.The measurement error of the third embodiment of the measuring method according to the invention is determined by the measurement uncertainty of the test equipment used, for example, the coordinate, plus the tolerance of the gauge diameter of the conical disk 24 as indicated for example in a drawing, for example a construction drawing.

Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Meßverfahren nicht auf die in Fahrwerks-Querlenkern eingebauten Kugelgelenke beschränkt. Das erfindungsgemäße Meßverfahren kann ganz allgemein zur Bestimmung des Kugelmittelpunkts der Gelenkkugeln von Kugelgelenken, die in beliebigen Baugruppen eingebaut sein können, bezüglich des Bezugssystems der jeweiligen Baugruppe verwendet werden.Of course, the measuring method according to the invention is not limited to the built-in suspension wishbones ball joints. The measuring method according to the invention can be used in general for determining the ball center of the ball joints of ball joints, which can be installed in any assemblies, with respect to the reference system of the respective assembly.

Ferner ist das erfindungsgemäße Meßverfahren selbstverständlich nicht auf die hierin beschriebenen, gegenüber dem Kugelmittelpunkt präzise tolerierten Merkmale, wie beispielsweise die an dem Kugelzapfen vorgesehene Nut oder Flansch oder den kegelförmigen Abschnitt oder die Kegelscheibe, beschränkt. Sofern ein anderes Merkmal die hierin beschriebenen Anforderungen bezüglich des präzise tolerierten Abstands zu dem Kugelmittelpunkt der Gelenkkugel erfüllt und einer Messung im Rahmen des erfindungsgemäßen Meßverfahrens zugänglich ist, ist es zur Ermittlung der Lage des Referenzpunkts auf der Kugelzapfenmittelachse wie hierin beschrieben unter Verwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens geeignet und sei daher von der vorliegenden Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen der vorliegenden Erfindung ebenfalls mit umfaßt.Furthermore, the measuring method according to the invention is of course not limited to the features described herein which are precisely tolerated with respect to the center of the sphere, such as, for example, the groove or flange provided on the ball pivot or the conical section or the conical disk. If another feature satisfies the requirements as described herein with respect to the precisely tolerated distance to the ball center of the ball and is amenable to measurement within the measurement method of the invention, it is suitable for determining the position of the reference point on the ball pivot axis as described herein using the measuring method of the invention and therefore, is also included in the present description and claims of the present invention.

In bevorzugter Ausführung wird das erfindungsgemäße Meßverfahren für die zerstörungsfreie Messung der wahren Lage der Gelenkkugel von Kugelgelenken in einem in eine Baugruppe eingebauten Zustand und insbesondere bei der Prototypenherstellung und/oder zur Sicherung der Qualität von Serienteilen beispielsweise nach dem Produktionsteil-Abnahmeverfahren PPAP eingesetzt.In a preferred embodiment, the inventive measuring method for non-destructive Measurement of the true position of the joint ball of ball joints in a built-in an assembly state and in particular used in prototyping and / or to ensure the quality of series parts, for example, after the production part acceptance process PPAP.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Erster KugelzapfenFirst ball stud
22: Gelenkkugeljoint ball
33: Nutgroove
44: KugelmittelpunktBall center
55: Obere UmfangslinieUpper circumference
66: Untere UmfangslinieLower circumference
77: MeßpunkteMeasuring points
88th: KugelzapfenmittelachseBall pivot center axis
99: Referenzpunktreference point
1010: Umfangslinieperipheral line
1111: Abstand zwischen 9 und 4 distance between 9 and 4
1212
1313: Zweiter KugelzapfenSecond ball stud
1414: Zylinderförmiger AbschnittCylindrical section
1515: Kegelförmiger AbschnittCone-shaped section
1616: Obere UmfangslinieUpper circumference
1717: Untere UmfangslinieLower circumference
1818: Mittlere UmfangslinieMedium circumferential line
1919: Referenzpunktreference point
2020: Abstand zwischen 19 und 4 distance between 19 and 4
2121
2222: Dritter KugelzapfenThird ball stud
2323: Zylinderförmiger AbschnittCylindrical section
2424: Kegelscheibeconical disk
2525: Obere UmfangslinieUpper circumference
2626: Untere UmfangslinieLower circumference
2727: Referenzpunktreference point
2828: Lehrenmaß-EbeneLehrenmaß level
2929: Umfangslinieperipheral line
3030: Abstand zwischen 27 und 4 distance between 27 and 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1680608 B1 [0004]

Claims

Measuring method for determining the ball center of a ball joint, comprising a joint ball ( 2 ) and a ball stud ( 1 . 13 . 22 ) and is incorporated in an assembly, comprising at least the steps of: a) clamping the assembly in a holding device of a test device, b) setting a global reference system of the assembly, c) determining the position of the ball pivot central axis ( 8th ), d) determining the position of a reference point ( 9 . 19 . 27 ) on the ball pivot central axis ( 8th ), e) determining the sphere center ( 4 ) of the joint ball ( 2 ) using the reference point ( 9 . 19 . 27 ) and a distance ( 11 . 20 . 30 ) and f) determining the position of the ball center ( 4 ) relative to the global frame of reference of the assembly.

Measuring method according to claim 1, characterized in that the position of the ball pivot central axis ( 8th ) and the location of the reference point ( 9 . 19 . 27 ) and the ball center ( 4 ) in a local reference frame of the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) be determined.

Measuring method according to claim 1 or 2, characterized in that the determination of the position of the ball center ( 4 ) relative to the global frame of reference of the assembly transforming the in the local frame of reference of the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) determined ball center ( 4 ) in the global frame of reference of the assembly.

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the reference point ( 9 . 19 . 27 ) from one opposite the ball center ( 4 ) of the joint ball ( 2 ) precisely tolerated feature ( 3 . 15 . 24 ) of the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) is determined.

Measuring method according to claim 4, characterized in that the feature ( 3 . 15 . 24 ) one on the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) groove ( 3 ) or a flange.

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) a conical section ( 15 ) and the feature ( 3 . 15 . 24 ) a fixed diameter of the conical section ( 15 ).

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the ball stud ( 1 . 13 . 22 ) a cone pulley ( 24 ) and the feature ( 3 . 15 . 24 ) a fixed diameter of the cone pulley ( 24 ).

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the position of the ball pivot central axis ( 8th ) the measuring of at least four different measuring points ( 7 ) on at least two different circumferential lines ( 5 . 6 . 16 . 17 . 18 . 25 . 26 ) of the taper ( 1 . 13 . 22 ) and / or determining the position of the reference point ( 9 . 19 . 27 ) measuring at least four different measuring points ( 7 ) on at least one circumferential line ( 10 . 30 ) of the taper ( 1 . 13 . 22 ).

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the test means is a coordinate measuring machine.

Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that the quality of the assembly from a deviation from the determined ball center ( 4 ) is determined by a specified center point for the assembly.