-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil mit einem Kugelgelenk, welches ein eine Zapfenöffnung umfassendes Gehäuse, einen eine Gelenkkugel umfassenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und sich durch die Zapfenöffnung hindurch aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und wenigstens ein an oder in dem Kugelzapfen angeordnetes elektronisches Bauelement aufweist, und wenigstens einem zumindest abschnittsweise in dem Kugelzapfen verlaufenden Kabelführungskanal, durch welchen hindurch wenigstens eine an das elektronische Bauelement angeschlossene elektrische Verbindungsleitung aus dem Kugelzapfen herausgeführt ist.
-
-
Fahrwerkbauteile, insbesondere Kugelgelenke haben die Aufgabe, das Fahrgestell eines Fahrzeugs federnd auf den Wagenrädern zu lagern. Die Komponenten des Fahrgestells passen sich dabei der Fahrbahnbeschaffenheit und dem jeweiligen Fahrzustand an und bieten dem Fahrzeuginsassen höchste Sicherheit. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Gelenke, welche die Aufgabe der Radaufhängung übernehmen und eine Lenkung ermöglichen. Bisher war es nicht oder lediglich eingeschränkt möglich, den Zustand oder die Winkelstellung der Fahrwerkkomponenten automatisch zu erfassen. Beispielsweise kann durch eine elektrische Auswerteeinheit oder einen Sensor bisher nicht oder lediglich eingeschränkt der Verschleiß, die Bewegungsänderung (Beschleunigung) oder die Winkelstellung eines Gelenks aufgenommen werden. Durch die Erfassung solcher Daten kann eine Höhenstandsensorik realisiert werden oder eine aktive Fahrwerkregelung die Dämpfung des Kraftfahrzeugs den Straßenbedingungen anpassen. Um eine elektrische Aufnahmeeinheit in einem Fahrwerkbauteil, beispielsweise in einem Kugelgelenk, zu integrieren, bedarf es Bauraum für die elektrischen Komponenten und deren Kabelführung, um das Sensorsignalkabel herauszuführen und die Elektronik mit Spannung zu versorgen. Da sich der Sensor in einem dynamisch belasteten Fahrwerkbauteil befindet, sind gewisse Anforderungen an die elektrischen Verbindungsleitungen und die Kabelführung zu stellen. Insbesondere sind die Verbindungsleitungen und die Kabelführung robust auszulegen.
-
Die
DE 10 2006 021 010 A1 offenbart eine Gelenkanordnung mit einem Gelenkkörper, der gegenüber einer aufnehmenden Gelenkschale beweglich ist, zumindest einem Aktuator zur Eintragung einer alternierenden Kraftbeaufschlagung zwischen Gelenkkörper einerseits und Gelenkschale andererseits, und einem axial erstreckten Gelenkzapfen, der mit einem durch einen axialen Kanal im Gelenkzapfen gebildeten Aufnahmeraum für den Aktuator versehen ist, wobei der Kanal zur Durchführung einer Verkabelung ausgeführt und endseitig mit einem flexiblen Stopfen verschließbar ist.
-
Ein endseitig am Kanal vorgesehener, flexibler Stopfen ist im Betrieb des Fahrzeugbauteils äußeren Einflüssen, wie z.B. Steinschlag, ungeschützt ausgesetzt. Hierdurch kann der Stopfen beschädigt und somit undicht werden. Ferner ist ein flexibler Stopfen anfällig gegenüber Lösen aufgrund dynamischer Belastungen des Fahrzeugbauteils im Betrieb. Auch bietet das Verschließen des Kanals mit einem flexiblen Stopfen keine Zugentlastung für die Verkabelung.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeugbauteil der eingangs genannten Art den endseitigen Verschluss des Kabelführungskanals verbessern zu können.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugbauteil nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Fahrzeugbauteils sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
-
Das Fahrzeugbauteil weist ein Kugelgelenk mit einem eine Zapfenöffnung umfassenden Gehäuse, einem eine Gelenkkugel umfassenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel beweglich in dem Gehäuse gelagert ist und sich durch die Zapfenöffnung hindurch aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und einem oder wenigstens einem an oder in dem Kugelzapfen angeordneten elektronischen Bauelement, und einen oder wenigstens einen, insbesondere zumindest abschnittsweise, in dem Kugelzapfen verlaufenden Kabelführungskanal auf, durch welchen hindurch eine oder wenigstens eine an das elektronische Bauelement angeschlossene elektrische Verbindungsleitung aus dem Kugelzapfen herausgeführt ist, wobei an einem dem elektronischen Bauelement abgewandten Endabschnitt des Kabelführungskanals eine Kabelverschraubung vorgesehen ist, mittels welcher die Verbindungsleitung an dem Endabschnitt festgelegt ist.
-
Durch die Kabelverschraubung kann ein besserer Schutz des Kabelführungskanals gegenüber äußeren Einflüssen erzielt werden. Insbesondere kann mittels der Kabelverschraubung sowohl eine Abdichtung des Kabelführungskanals als auch eine Zugentlastung für die Verbindungsleitung geschaffen werden. Ferner ist mit der Kabelverschraubung eine größere Sicherheit gegenüber Lösen aufgrund dynamischer Belastungen erzielbar. Durch das Festlegen der Verbindungsleitung an dem Endabschnitt des Kabelführungskanals mittels der Kabelverschraubung ist die Verbindungsleitung insbesondere auch an dem Fahrzeugbauteil und/oder dem Kugelzapfen festgelegt.
-
Die oder die wenigstens eine elektrische Verbindungsleitung umfasst bevorzugt mehrere elektrische Verbindungsleitungen. Anstelle von Verbindungleitung kann somit insbesondere auch von Verbindungsleitungen gesprochen werden.
-
Dem Kugelgelenk und/oder dem Gehäuse ist bevorzugt eine Längsachse zugeordnet, die insbesondere durch den Mittelpunkt der Gelenkkugel verläuft. Ferner ist dem Kugelzapfen bevorzugt eine Zapfenachse zugeordnet, die insbesondere durch den Mittelpunkt der Gelenkkugel verläuft. Vorteilhaft ist der Kugelzapfen bezüglich der Zapfenachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. In einem nicht ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens fällt die Zapfenachse insbesondere mit der Längsachse zusammen. In einem ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens verlaufen die Zapfenachse und die Längsachse bevorzugt zueinander geneigt. Vorzugsweise schneiden sich die Zapfenachse und die Längsachse im ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens im Mittelpunkt der Gelenkkugel. Eine in Richtung der Längsachse verlaufende Richtung wird insbesondere als axiale Richtung bezeichnet. Eine oder jedwede quer zur Längsachse verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet.
-
Bevorzugt umfasst der Kugelzapfen einen sich von der Gelenkkugel wegerstreckenden Zapfen. Vorzugsweise weist der Zapfen einen zylindrischen Zapfenbereich auf, der insbesondere mit einem Außengewinde versehen ist. Der zylindrische Zapfenbereich bildet bevorzugt einen der Gelenkkugel abgewandten Endbereich des Kugelzapfens. Vorteilhaft weist der Zapfen einen konischen Zapfenbereich auf. Bevorzugt ist der konische Zapfenbereich zwischen dem zylindrischen Zapfenbereich und der Gelenkkugel vorgesehen. Der Kugelzapfen besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Alternativ besteht der Kugelzapfen beispielsweise aus Keramik oder Kunststoff.
-
Die Gelenkkugel ist insbesondere drehbar und/oder schwenkbar in dem Gelenkgehäuse gelagert. Vorteilhaft ist die Gelenkkugel unter Zwischenschaltung einer Lagerschale in dem Gehäuse gelagert. Vorzugsweise umschließt die Lagerschale die Gelenkkugel, wobei sich der Kugelzapfen durch eine in der Lagerschale vorgesehene Lagerschalenöffnung hindurch aus der Lagerschale heraus erstreckt. Bevorzugt ist oder bildet die Lagerschale eine Kugelschale. Insbesondere ist die Lagerschale in dem Gehäuse angeordnet. Vorteilhaft ist die Lagerschale gegenüber dem Gehäuse verdrehfest an dem Gehäuse festgelegt. Bevorzugt ist die Lagerschale bezüglich des Gehäuses ortsfest und/oder fest und/oder starr mit dem Gehäuse verbunden. Vorzugsweise sitzt die Gelenkkugel, insbesondere gleitfähig, in der Lagerschale. Die Lagerschale besteht z.B. aus Kunststoff.
-
Bevorzugt umfasst das Gehäuse eine die Gelenkkugel und/oder die Lagerschale und/oder die Längsachse umringende Wandung. Vorteilhaft umfasst das Gehäuse einen der Zapfenöffnung gegenüberliegenden Boden. Insbesondere geht der Boden materialhomogen in die Wandung über. Vorteilhaft bilden die Wandung und der Boden zusammen und/oder bildet das Gehäuse ein monolithisches Bauteil. Das Gehäuse ist vorzugsweise topfförmig ausgebildet. Vorteilhaft umfasst das Gehäuse ein von dem Boden nach außen abstehendes Anschlussstück, welches vorzugsweise zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Anschlussstück mit einem Gewinde, vorzugsweise mit einem Außengewinde, versehen. Insbesondere geht das Anschlussstück materialhomogen in den Boden über. Vorteilhaft bilden die Wandung, der Boden und das Anschlussstück zusammen ein monolithisches Bauteil. Vorzugsweise erstreckt sich das Anschlussstück in axialer Richtung. Gemäß einer Alternative umfasst das Gehäuse eine der Zapfenöffnung gegenüberliegende Montageöffnung, die durch einen Gehäusedeckel verschlossen ist. Der Gehäusedeckel bildet in diesem Fall insbesondere den Boden oder einen Teil des Bodens. Bevorzugt besteht das Gehäuse aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Alternativ besteht das Gehäuse z.B. aus Kunststoff.
-
Das elektronische Bauelement ist vorzugsweise fest und/oder starr mit dem Kugelzapfen und/oder der Gelenkkugel verbunden. Insbesondere ist das elektronische Bauelement relativ zu dem Kugelzapfen und/oder der Gelenkkugel ortsfest.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist die elektrische Verbindungsleitung, insbesondere durch den Kabelführungskanal hindurch, außerhalb des Gehäuses aus dem Kugelzapfen herausgeführt. Somit ist es vermeidbar, die Verbindungsleitung zusätzlich durch das Gehäuse hindurch zu führen.
-
Bevorzugt ist die Verbindungsleitung durch die Kabelverschraubung hindurch geführt. Insbesondere ist der Endabschnitt und/oder der Kabelführungskanal im Bereich des Endabschnitts mittels der Kabelverschraubung, vorzugsweise gegenüber der Umgebung, abgedichtet. Bevorzugt bildet die Kabelverschraubung eine Zugentlastung für die Verbindungsleitung. Insbesondere ist die Verbindungsleitung mittels der Kabelverschraubung kraftschlüssig an dem Endabschnitt und/oder an dem Fahrzeugbauteil und/oder an dem Kugelzapfen festgelegt. Beispielsweise bildet die Kabelverschraubung eine PG-Verschraubung. Ergänzend oder alternativ ist eine Abdichtung und/oder Zugentlastung auch durch eine Flüssigdichtung realisierbar, beispielsweise am Ort des elektronischen Bauelements und/oder an oder in dem Kabelführungskanal. Auch ist eine Steckverbindung möglich. Beispielsweise ist die elektrische Verbindungsleitung mittels eines Steckers oder Miniatursteckers an das elektronische Bauelement angeschlossen.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist der Endabschnitt zylindrisch ausgebildet. Bevorzugt weist der Endabschnitt des Kabelführungskanals gegenüber einen in den Endabschnitt übergehenden anderen Abschnitt des Kabelführungskanals einen größeren Innendurchmesser und/oder eine größere lichte Weite auf. Vorzugsweise ist der andere Abschnitt des Kabelführungskanals zwischen dem elektronischen Bauelement und Endabschnitt vorgesehen. Vorteilhaft umfasst der Endabschnitt eine Bodenfläche, die insbesondere ringförmig ausgebildet ist. Der andere Abschnitt des Kabelführungskanals erstreckt sich vorteilhaft bis zu der Bodenfläche. Bevorzugt ist die Verbindungsleitung durch die Bodenfläche hindurch geführt. Vorzugsweise weist der Endabschnitt eine, insbesondere zylindrische, Innenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist der Endabschnitt, bevorzugt an seiner Innenumfangsfläche, mit einem Innengewinde versehen.
-
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die Kabelverschraubung ein in den Endabschnitt eingebrachtes und/oder eingeschraubtes Hülsenelement, welches vorzugsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Verbindungsleitung durch das Hülsenelement hindurch geführt. Vorzugsweise weist das Hülsenelement eine, insbesondere zylindrische, Außenumfangsfläche auf. Vorteilhaft ist das Hülsenelement, insbesondere an seiner Außenumfangsfläche, mit einem Außengewinde versehen. Bevorzugt ist das Hülsenelement mit seinem Außengewinde in das Innengewinde des Endabschnitts eingeschraubt. Das Hülsenelement besteht z.B. aus Kunststoff oder aus Metall.
-
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Kabelverschraubung ein Dichtelement, welches vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. Beispielsweise bildet das Dichtelement einen Dichtring und/oder einen O-Ring und/oder eine Ringscheibe. Bevorzugt ist die Verbindungsleitung durch das Dichtelement hindurch geführt. Insbesondere ist das Dichtelement zwischen dem Hülsenelement und der oder einer Bodenfläche des Endabschnitts angeordnet. Das Dichtelement ist vorzugsweise elastisch ausgebildet. Vorteilhaft besteht das Dichtelement aus einem elastischen Material.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Dichtelement zwischen der Bodenfläche und dem Hülsenelement eingeklemmt oder gequetscht. Dadurch ist das Dichtelement insbesondere derart verformt, dass das Dichtelement sowohl an der oder einer Innenumfangsfläche des Endabschnitts als auch an der Verbindungsleitung dichtend anliegt und/oder angelegt ist und/oder dass das Dichtelement die Verbindungsleitung kraftschlüssig an dem Endabschnitt festlegt und/oder dass die Verbindungsleitung mittels des Dichtelements kraftschlüssig an dem Endabschnitt festgelegt ist. Bevorzugt wird das Hülsenelement derart weit in den Endabschnitt eingeschraubt, dass es das Dichtelement gegen die Bodenfläche drückt, sodass das Dichtelement zwischen der Bodenfläche und dem Hülsenelement eingeklemmt oder gequetscht ist.
-
Bevorzugt ist ein eine Zapfenaufnahme umfassendes Verbindungsstück vorgesehen, wobei der Kugelzapfen in die Zapfenaufnahme eingesetzt ist. Insbesondere erstreckt sich der Kugelzapfen durch die Zapfenaufnahme hindurch. Vorzugsweise sind die Gelenkkugel und der zylindrische Zapfenbereich auf unterschiedlichen Seiten des Verbindungsstücks und/oder der Zapfenaufnahme angeordnet. Vorteilhaft ist der Kugelzapfen, insbesondere fest und/oder starr, mit dem Verbindungsstück verbunden. Bevorzugt ist eine Mutter auf den zylindrischen Zapfenbereich aufgeschraubt, mittels welcher der Kugelzapfen an dem Verbindungsstück festgelegt ist. Vorzugsweise ist die Zapfenaufnahme konisch oder zumindest bereichsweise konisch ausgebildet. Insbesondere ist der Kugelzapfen mit seinem konischen Zapfenbereich in die Zapfenaufnahme eingesetzt. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise ein Fahrwerkbauteil. Insbesondere ist das Verbindungsstück ein Lenker, wie z.B. ein Radführungslenker und/oder ein Querlenker und/oder ein Längslenker. Bevorzugt umfasst das Fahrzeugbauteil das Verbindungsstück.
-
Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen ersten Alternative verläuft der Kabelführungskanal vollständig im Kugelzapfen. Bevorzugt ist der Endabschnitt des Kabelführungskanals an einem der Gelenkkugel abgewandten Ende des Kugelzapfens, insbesondere am oder im zylindrischen Zapfenbereich, vorgesehen. Vorzugsweise erstreckt sich der Kabelführungskanal, insbesondere von dem elektronischen Bauelement und/oder der Gelenkkugel, bis zu der oder einer der Gelenkkugel abgewandten Stirnseite des Kugelzapfens. Insbesondere ist die Verbindungsleitung an der oder einer und/oder durch die oder eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des Kugelzapfens aus dem Kugelzapfen herausgeführt. Bevorzugt ist oder bildet die oder eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des Kugelzapfens eine freie Stirnseite des Kugelzapfens. Dadurch eignet sich diese Stirnseite besonders gut zum Herausführen der Verbindungsleitung. Bevorzugt bildet die oder eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des Kugelzapfens eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des Zapfens. Insbesondere bildet die oder eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des Kugelzapfens eine der Gelenkkugel abgewandte Stirnseite des zylindrischen Zapfenbereichs.
-
Bevorzugt ist der Kabelführungskanal gerade oder im Wesentlichen gerade ausgebildet. Somit ist es möglich, den Kabelführungskanal durch eine oder wenigstens eine Bohrung auszubilden. Vorteilhaft ist oder umfasst der Kabelführungskanal eine oder wenigstens eine Bohrung. Bevorzugt erstreckt sich der Kabelführungskanal in axialer Richtung und/oder in Richtung der Zapfenachse.
-
Gemäß einer erfindungsgemäßen zweiten Alternative verläuft ein erster Teil des Kabelführungskanals, insbesondere vollständig, in dem Kugelzapfen, wobei ein zweiter Teil des Kabelführungskanals, insbesondere vollständig, in dem Verbindungsstück verläuft, an oder in dem vorzugsweise der Endabschnitt vorgesehen ist. Bevorzugt schließt sich der zweite Teil des Kabelführungskanals, insbesondere in oder im Bereich der Zapfenaufnahme, an den ersten Teil des Kabelführungskanals an. Vorzugsweise geht der erste Teil des Kabelführungskanals, insbesondere in oder im Bereich der Zapfenaufnahme, in den zweiten Teil des Kabelführungskanals über. Bevorzugt ist die Verbindungsleitung durch den ersten Teil des Kabelführungskanals hindurch aus dem Kugelzapfen herausgeführt. Vorteilhaft ist die Verbindungsleitung, insbesondere durch den Kabelführungskanal und/oder den zweiten Teil des Kabelführungskanals hindurch, aus dem Verbindungsstück herausgeführt.
-
Bevorzugt umfasst der im Kugelzapfen verlaufende erste Teil des Kabelführungskanals zwei oder wenigstens zwei, insbesondere schräg oder quer zueinander verlaufende, Kabelführungskanalabschnitte, die vorzugsweise ineinander übergehen. Vorteilhaft erstreckt sich ein erster der Kabelführungskanalabschnitte in axialer Richtung und/oder in Richtung der Zapfenachse. Insbesondere erstreckt sich der erste Kabelführungskanalabschnitt, vorzugsweise von dem elektronischen Bauelement und/oder der Gelenkkugel, bis in den Zapfen hinein. Ein zweiter der Kabelführungskanalabschnitte mündet bevorzugt in den ersten Kabelführungskanalabschnitt ein und/oder geht in diesen über. Vorteilhaft erstreckt sich der zweite Kabelführungskanalabschnitt von dem ersten Kabelführungskanalabschnitt bis zu einer, insbesondere in der Zapfenaufnahme vorgesehenen, Mantelfläche des Zapfens und/oder bis zu dem zweiten Teil des Kabelführungskanals. Vorzugsweise geht der zweite Kabelführungskanalabschnitt, insbesondere in oder im Bereich der Zapfenaufnahme, in den zweiten Teil des Kabelführungskanals über. Beispielsweise erstreckt sich der erste Kabelführungskanalabschnitt, vorzugsweise von dem elektronischen Bauelement und/oder der Gelenkkugel, bis zu oder zumindest bis zu dem zweiten Kabelführungskanalabschnitt.
-
Bevorzugt sind die Kabelführungskanalabschnitte jeweils gerade oder im Wesentlichen gerade ausgebildet. Somit ist es möglich, die Kabelführungskanalabschnitte jeweils durch eine oder wenigstens eine Bohrung auszubilden. Vorzugsweise ist oder umfasst jeder der Kabelführungskanalabschnitte eine oder wenigstens eine Bohrung. Bevorzugt ist der zweite Teil des Kabelführungskanals gerade oder im Wesentlichen gerade ausgebildet. Somit ist es möglich, den zweiten Teil des Kabelführungskanals durch eine oder wenigstens eine Bohrung auszubilden. Vorzugsweise ist oder umfasst der zweite Teil des Kabelführungskanals eine oder wenigstens eine Bohrung.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist das Kugelgelenk eine das elektronische Bauelement umfassende Winkelmesseinrichtung auf, mittels welcher eine Auslenkung des Kugelzapfens relativ zu dem Gehäuse erfassbar ist. Insbesondere ist mittels der Winkelmesseinrichtung ein zwischen der Längsachse und der Zapfenachse eingeschlossener Winkel erfassbar. Bevorzugt bildet oder umfasst das elektronische Bauelement einen oder wenigstens einen Sensor.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das elektronische Bauelement an oder in der Gelenkkugel angeordnet. Bevorzugt ist das elektronische Bauelement an oder in einem dem Zapfen abgewandten Bereich der Gelenkkugel angeordnet. Insbesondere ist das elektronische Bauelement an oder in einer dem Zapfen abgewandten Polfläche der Gelenkkugel angeordnet. Dies ist vorteilhaft, wenn die Winkelmesseinrichtung ein von dem elektronischen Bauelement unmittelbar oder mittelbar zu erfassendes Bezugsobjekt aufweist, da dieses dann z.B. in dem Gehäuse vorgesehen werden kann und somit vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Die Polfläche ist vorzugsweise flach und/oder durch eine Abflachung der Gelenkkugel gebildet. Vorteilhaft ist in dem Kugelzapfen und/oder in der Gelenkkugel und/oder in der Polfläche eine Vertiefung vorgesehen, in welcher das elektronische Bauelement sitzt. Dies ist aufgrund der beengten Bauraumverhältnisse im Kugelgelenk sinnvoll. Insbesondere wird dadurch erzielt, dass das elektronische Bauelement eine Bewegung des Kugelzapfens relativ zu dem Gehäuse nicht behindert.
-
Bevorzugt erstreckt sich der Kabelführungskanal von der Vertiefung bis zu dem Endabschnitt. Vorzugsweise ist der andere Abschnitt des Kabelführungskanals zwischen der Vertiefung und Endabschnitt vorgesehen. Gemäß der ersten Alternative erstreckt sich der Kabelführungskanal vorzugsweise von der Vertiefung bis zu der der Gelenkkugel abgewandten Stirnseite des Kugelzapfens. Gemäß der zweiten Alternative erstreckt sich der erste Kabelführungskanalabschnitt vorzugsweise von der Vertiefung bis in den Zapfen hinein und/oder bis zu oder zumindest bis zu dem zweiten Kabelführungskanalabschnitt.
-
Bevorzugt umfasst die Winkelmesseinrichtung ein oder wenigstens ein an oder in dem Gehäuse angeordnetes Bezugsobjekt. Das Bezugsobjekt ist vorzugsweise fest und/oder starr mit dem Gehäuse verbunden. Beispielsweise ist das Bezugsobjekt ein separates Bauteil oder durch das Gehäuse gebildet. Insbesondere ist das Bezugsobjekt relativ zu dem Gehäuse ortsfest. Bevorzugt steht das elektronische Bauelement mit dem Bezugsobjekt in Wirkverbindung und/oder Wechselwirkung. Vorzugsweise ist das Bezugsobjekt und/oder eine oder wenigstens eine physikalische Eigenschaft oder Größe des Bezugsobjekts, insbesondere unmittelbar oder mittelbar, mittels des elektronischen Bauelements erfassbar. Das elektronische Bauelement und/oder der Sensor bildet oder umfasst bevorzugt einen magnetfeldempfindlichen Sensor, wie z.B. einen Hall-Sensor. Das Bezugsobjekt ist beispielsweise ein Magnet, insbesondere ein Permanentmagnet. Vorzugsweise ist das oder ein von dem Magneten hervorgerufenes Magnetfeld mittels des Sensors erfassbar.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das Gehäuse mit einem anderen Fahrwerkbauteil verbunden. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeugbauteil um ein Fahrwerkbauteil.
-
Bevorzugt ist die Winkelmesseinrichtung und/oder das elektronische Bauelement mit einer Höhenstandserfassungseinrichtung eines Fahrzeugs verbunden. Insbesondere wird der zwischen der Längsachse und der Zapfenachse eingeschlossene Winkel und/oder die Auslenkung des Kugelzapfens der Höhenstandserfassungseinrichtung zugeführt, mittel welcher z.B. der oder ein Höhenstand des Fahrzeugs erfassbar ist.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist mittels der Winkelmesseinrichtung und/oder des elektronischen Bauelements die oder eine Änderungsgeschwindigkeit des oder eines zwischen der Längsachse und der Zapfenachse eingeschlossenen Winkels und/oder der oder einer Auslenkung des Kugelzapfens erfassbar. Vorteilhaft ist auch die oder eine Beschleunigung des Kugelzapfens relativ zu dem Gehäuse bei einer Änderung der Auslenkung des Kugelzapfens erfassbar. Bevorzugt ist die Winkelmesseinrichtung und/oder das elektronische Bauelement mit einer Fahrwerkregelungseinrichtung des oder eines Fahrzeugs verbunden. Insbesondere wird der zwischen der Längsachse und der Zapfenachse eingeschlossene Winkel und/oder die Auslenkung des Kugelzapfens und/oder die Änderungsgeschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Fahrwerkregelungseinrichtung zugeführt.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Kugelgelenks eines Fahrzeugbauteils gemäß einer nicht erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform,
- 2 eine Schnittansicht eines aus 1 ersichtlichen Kugelzapfens, der in ein Verbindungsstück eingesetzt ist,
- 3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit A gekennzeichneten Bereichs und
- 4 eine Schnittansicht eines Kugelzapfens eines Fahrzeugbauteils gemäß einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform, wobei der Kugelzapfen in ein Verbindungsstück eingesetzt ist.
-
Aus 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Kugelgelenks 1 eines Fahrzeugbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform ersichtlich, wobei das Kugelgelenk 1 ein eine Zapfenöffnung 2 umfassendes Gehäuse 3 und einen eine Gelenkkugel 4 umfassenden Kugelzapfen 5 aufweist, der mit seiner Gelenkkugel 4 unter Zwischenschaltung einer Lagerschale 6 beweglich in dem Gehäuse 3 gelagert ist und sich durch die Zapfenöffnung 2 hindurch aus dem Gehäuse 3 heraus erstreckt. Dem Gehäuse 3 ist eine sich in einer axialen Richtung 7 erstreckende Längsachse 8 zugeordnet. Ferner umfasst das Gehäuse 3 eine die Lagerschale 6 umringende Wandung 9 und einen der Zapfenöffnung 2 gegenüberliegenden Boden 10. Dem Kugelzapfen 5 ist eine Zapfenachse 12 zugeordnet, bezüglich welcher der Kugelzapfen 5 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Ferner umfasst der Kugelzapfen 5 einen sich von der Gelenkkugel 4 wegerstreckenden Zapfen 13.
-
Gemäß 1 ist der Kugelzapfen 5 nicht gegenüber dem Gehäuse 3 ausgelenkt, sodass die Längsachse 8 und die Zapfenachse 12 zusammenfallen. Zusätzlich ist in 1 die Zapfenachse in einem ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens 5 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12' gekennzeichnet. Dabei schließen die Längsachse 8 und die Zapfenachse 12' im ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens 5 einen Winkel α miteinander ein, wobei sich die Längsachse 8 und die Zapfenachse 12' im Mittelpunkt 14 der Gelenkkugel 4 schneiden.
-
Der Kugelzapfen 5 weist an der Gelenkkugel 4 eine abgeflachte Polfläche 15 mit einer Vertiefung 16 auf, in der ein elektronisches Bauelement 17 in Form eines magnetfeldempfindlichen Sensors, beispielsweise eines Hall-Sensors, angeordnet ist. Ferner ist in dem Kugelzapfen 5 ein sich in Richtung der Zapfenachse 12 erstreckender Kabelführungskanal 18 in Form einer Bohrung vorgesehen, in welchem an dem Bauelement 17 angeschlossene elektrische Verbindungsleitungen 19 verlaufen. Der Kabelführungskanal 18 erstreckt sich von der Vertiefung 16 bis zu einer der Gelenkkugel 4 abgewandten Stirnseite 20 (siehe 2) des Kugelzapfens 5, an der die Verbindungsleitungen 19 aus dem Kugelzapfen 5 austreten und/oder herausgeführt sind.
-
In dem Boden 10 ist innenseitig eine Vertiefung 21 vorgesehen, in welche eine an der Lagerschale 6 vorgesehene Aufnahme 22 eingreift, in der ein Magnet 23 angeordnet ist, der insbesondere quer zur axialen Richtung 7 magnetisiert ist. Ein von dem Magneten 23 hervorgerufenes und in 2 schematisch angedeutetes Magnetfeld B ist mittels des Bauelements 17 erfassbar. Das Bauelement 17 und der Magnet 23 bilden gemeinsam eine Winkelmesseinrichtung, mittels welcher die Auslenkung des Kugelzapfens 5 relativ zu dem Gehäuse 3 und/oder der Winkel α erfassbar ist.
-
Aus 2 ist eine Schnittansicht des Kugelzapfens 5 ersichtlich, der in eine Zapfenaufnahme 24 eines Verbindungsstücks 25 des Fahrzeugbauteils eingesetzt ist, wobei das Verbindungsstück 25 hier einen Lenker bildet. Die Zapfenaufnahme 24 ist konisch ausgebildet, wobei der Zapfen 13 einen konischen Zapfenbereich 26 umfasst, mit welchem der Zapfen 13 in der Zapfenaufnahme 24 sitzt. Der Zapfen 13 weist ferner an seinem der Gelenkkugel 4 abgewandten Ende einen mit einem Außengewinde 27 versehenen zylindrischen Zapfenbereich 28 auf, wobei der konische Zapfenbereich 26 zwischen der Gelenkkugel 4 und dem zylindrischen Zapfenbereich 28 angeordnet ist. In dem zylindrischen Zapfenbereich 28 ist ein Endabschnitt 29 des Kabelführungskanals 18 vorgesehen, wobei die Verbindungsleitung 19 in dem Endabschnitt 29 mittels einer Kabelverschraubung 30 festgelegt ist.
-
Aus 3 ist eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit A gekennzeichneten Bereichs ersichtlich. Der Endabschnitt 29 des Kabelführungskanals 18 weist eine ringförmige Bodenfläche 31 auf, durch welche sich die Verbindungsleitungen 19 hindurch erstrecken. Ferner weist der Endabschnitt 29 eine Innenumfangsfläche 32 auf, die bereichsweise mit einem Innengewinde versehen ist. Die Kabelverschraubung 30 umfasst ein mit einem Außengewinde versehenes, zylindrisches Hülsenelement 33, welches in den Endabschnitt 29 eingeschraubt ist. Ferner umfasst die Kabelverschraubung 30 ein ringförmiges, elastisches Dichtelement 34, welches zwischen der Bodenfläche 31 und dem Hülsenelement 33 in dem Endabschnitt 29 angeordnet ist. Dabei ist die Innenumfangsfläche 32 des Endabschnitts 29 im Bereich des Dichtelements 34 vorzugsweise frei von dem Innengwinde der Innenumfangsfläche 32. Die Verbindungsleitungen 19 erstrecken sich durch das Dichtelement 34 und das Hülsenelement 33 hindurch.
-
Das Hülsenelement 33 ist derart weit in den Endabschnitt 29 eingeschraubt, dass das Dichtelement 34 zwischen der Bodenfläche 31 und dem Hülsenelement 33 eingeklemmt und dadurch verformt ist, sodass das Dichtelement 34 sowohl an der Innenumfangsfläche 32 des Endabschnitts 29 als auch an den Verbindungsleitungen 19 dichtend anliegt und diese kraftschlüssig in dem Endabschnitt 29 festlegt.
-
Aus 4 ist eine Schnittansicht eines eine Gelenkkugel 4 umfassenden Kugelzapfens 5 eines Fahrzeugbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Dem Kugelzapfen 5 ist eine Zapfenachse 12 zugeordnet, bezüglich welcher der Kugelzapfen 5 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Ferner weist der Kugelzapfen 5 an der Gelenkkugel 4 eine abgeflachte Polfläche 15 mit einer Vertiefung 16 auf, in der ein elektronisches Bauelement 17 in Form eines magnetfeldempfindlichen Sensors, beispielsweise eines Hall-Sensors, angeordnet ist. Zusätzlich ist in dem Kugelzapfen 5 ein erster Teil 35 eines Kabelführungskanals 18 vorgesehen, in welchem an dem Bauelement 17 angeschlossene elektrische Verbindungsleitungen 19 verlaufen. Ein von einem Magneten hervorgerufenes und schematisch angedeutetes Magnetfeld B ist mittels des Bauelements 17 erfassbar, wobei das Bauelement 17 und der Magnet gemeinsam eine Winkelmesseinrichtung bilden, mittels welcher eine Auslenkung des Kugelzapfens 5 relativ zu einem Gehäuse erfassbar ist, in welchem der Kugelzapfen 5 mit seiner Gelenkkugel 4 beweglich gelagert ist.
-
Der Kugelzapfen 5 umfasst einen sich von der Gelenkkugel 4 wegerstreckenden Zapfen 13, der in eine Zapfenaufnahme 24 eines Verbindungsstücks 25 des Fahrzeugbauteils eingesetzt ist, wobei das Verbindungsstück 25 hier einen Lenker bildet. Die Zapfenaufnahme 24 ist konisch ausgebildet, wobei der Zapfen 13 einen konischen Zapfenbereich 26 umfasst, mit welchem der Zapfen 13 in der Zapfenaufnahme 24 sitzt. Der Zapfen 13 weist ferner an seinem der Gelenkkugel 4 abgewandten Ende einen mit einem Außengewinde 27 versehenen zylindrischen Zapfenbereich 28 auf, wobei der konische Zapfenbereich 26 zwischen der Gelenkkugel 4 und dem zylindrischen Zapfenbereich 28 angeordnet ist. Eine der Gelenkkugel 4 abgewandte Stirnseite des Kugelzapfens 5 ist mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet.
-
Der Kabelführungskanal 18 umfasst den in dem Kugelzapfen 5 verlaufenden ersten Teil 35 und einen in dem Verbindungsstück 25 verlaufenden zweiten Teil 36, der sich in oder im Bereich der Zapfenaufnahme 24 an den ersten Teil 35 des Kabelführungskanals 18 anschließt. Durch den ersten Teil 35 des Kabelführungskanals 18 sind die Verbindungsleitungen 19 aus dem Kugelzapfen 5 herausgeführt, die in oder im Bereich der Zapfenaufnahme 24 in den zweiten Teil 36 des Kabelführungskanals 18 übergehen. Ferner sind durch den zweiten Teil 36 des Kabelführungskanals 18 die Verbindungsleitungen 19 aus dem Verbindungsstück 25 herausgeführt.
-
Der erste Teil 35 des Kabelführungskanals 18 umfasst zwei schräg zueinander verlaufende Kabelführungskanalabschnitte 37 und 38, wobei sich ein erster der Kabelführungskanalabschnitte 37 in Richtung der Zapfenachse 12 von der Vertiefung 16 bis in den Zapfen 13 hinein erstreckt. Ein zweiter der Kabelführungskanalabschnitte 38 mündet in den ersten Kabelführungskanalabschnitt 37 ein und erstreckt sich von dem ersten Kabelführungskanalabschnitt 37 in einer schräg zur Zapfenachse 12 verlaufenden Richtung bis zu einer in der Zapfenaufnahme 24 angeordneten Mantelfläche des Zapfens 13, die hier die Mantelfläche des konischen Zapfenbereichs 26 bildet. An der Mantelfläche geht der zweite Kabelführungskanalabschnitt 38 in den zweiten Teil 36 des Kabelführungskanals 18 über. In dem Verbindungsstück 25 ist ein Endabschnitt 29 des Kabelführungskanals 18 vorgesehen, wobei die Verbindungsleitungen 19 in dem Endabschnitt 29 mittels einer Kabelverschraubung 30 festgelegt sind, die entsprechend der ersten Ausführungsform ausgebildet ist.
-
Zur weiteren Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kugelgelenk
- 2
- Zapfenöffnung des Gehäuses
- 3
- Gehäuse
- 4
- Gelenkkugel des Kugelzapfens
- 5
- Kugelzapfen
- 6
- Lagerschale
- 7
- axiale Richtung
- 8
- Längsachse
- 9
- Wandung des Gehäuses
- 10
- Boden des Gehäuses
- 12
- Zapfenachse des Kugelzapfens
- 12'
- Zapfenachse im ausgelenkten Zustand des Kugelzapfens
- 13
- Zapfen des Kugelzapfens
- 14
- Mittelpunkt der Gelenkkugel
- 15
- Polfläche der Gelenkkugel
- 16
- Vertiefung in Polfläche
- 17
- elektronisches Bauelement / magnetfeldempfindlicher Sensor
- 18
- Kabelführungskanal
- 19
- Verbindungsleitungen
- 20
- Stirnseite des Kugelzapfens
- 21
- Vertiefung im Boden
- 22
- Aufnahme der Lagerschale
- 23
- Magnet
- 24
- Zapfenaufnahme des Verbindungsstücks
- 25
- Verbindungsstück / Lenker
- 26
- konischer Bereich des Zapfens
- 27
- Außengewinde des zylindrischen Bereichs
- 28
- zylindrischer Bereich des Zapfens
- 29
- Endabschnitt des Kabelführungskanals
- 30
- Kabelverschraubung
- 31
- Bodenfläche des Endabschnitts
- 32
- Innenumfangsfläche des Endabschnitts
- 33
- Hülsenelement der Kabelverschraubung
- 34
- Dichtelement der Kabelverschraubung
- 35
- erster Teil des Kabelführungskanals
- 36
- zweiter Teil des Kabelführungskanals
- 37
- erster Kabelführungskanalabschnitt
- 38
- zweiter Kabelführungskanalabschnitt
- α
- Winkel, Auslenkung des Kugelzapfens
- B
- Magnetfeld des Magneten
