DE102020200678B4

DE102020200678B4 - Gelenkkörper zum Ausbilden eines Kugelgelenks, Kugelgelenk für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Gelenkkörper und Verfahren zum Herstellen eines solchen Gelenkkörpers und/oder eines solchen Kugelgelenks

Info

Publication number: DE102020200678B4
Application number: DE102020200678.4A
Authority: DE
Inventors: Josef Holtheide; Thomas Kramer; Julian Stratmann; Artur Berger; Thomas Richter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-01-23
Also published as: DE102020200678A1

Abstract

Gelenkkörper zum Ausbilden eines Kugelgelenks, wobei der Gelenkkörper (1, 6) einen kugelförmigen Abschnitt (2, 7) aufweist, in dem kugelförmigen Abschnitt (2, 7) eine Vertiefung (4, 10, 41) ausgebildet ist, ein Sensorelement (21, 45) innerhalb der Vertiefung (4, 10, 41) angeordnet ist, und die Vertiefung (4, 10, 41) mittels einer Abdeckung (5, 11, 39) verschlossen ist, wobei der kugelförmige Abschnitt (2, 7) im Bereich der Vertiefung (4, 10, 41) mittels der Abdeckung (5, 11, 39) eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur aufweist, und die Abdeckung (5, 11, 39) mittels einer Formschlussverbindung (12) an dem Gelenkkörper (1, 6) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4, 10, 41) eine Innenwandung (13, 42) aufweist und die Innenwandung (13, 42) zum Ausbilden der Formschlussverbindung (12) mindestens einen vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung (15) aufweist, wobei die Abdeckung (5, 11, 39) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung (15) der Innenwandung (13, 42) mindestens einen korrespondierend ausgebildeten abdeckungsseitigen Rücksprung oder Vorsprung (16) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gelenkkörper zum Ausbilden eines Kugelgelenks, wobei der Gelenkkörper einen kugelförmigen Abschnitt aufweist, in dem kugelförmigen Abschnitt eine Vertiefung ausgebildet ist, ein Sensorelement innerhalb der Vertiefung angeordnet ist, und die Vertiefung mittels einer Abdeckung verschlossen ist, wobei der kugelförmige Abschnitt im Bereich der Vertiefung mittels der Abdeckung eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur aufweist und die Abdeckung mittels einer Formschlussverbindung an dem Gelenkkörper gehalten ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Gelenkkörper sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gelenkkörpers und/oder eines solchen Kugelgelenks.
Ein derartiger Gelenkkörper ist aus der US 7 170 285 B2 bekannt. Hierbei wird die Abdeckung mit einer Art Ringfeder in der Vertiefung gehalten.
Aus der DE 10 2017 208 410 B3 ist ein Gelenkkörper bekannt, bei dem die Vertiefung mittels eines ergänzenden Deckels derart ausgefüllt wird, dass der sphärische Abschnitt des Gelenkkörpers trotz Anordnung des Sensorelementes eine unterbrechungsfrei kugelabschnittsförmige Außenkontur aufweist. Die Vertiefung weist mehrere Stufen auf, wobei das Sensorelement in der tieferen Stufe aufgenommen wird und sich der Deckel auf einer höheren Stufe gegenüber dem Gelenkkörper abstützt. Ein derartiger Deckel kann mittels Kleben stoffschlüssig an dem Gelenkkörper befestigt sein.
Aus der DE 103 41 466 B4 ist ein solches Einkleben eines Halteelementes zum Befestigen des Sensorelementes bekannt. Alternativ wird in diesem Dokument ein Einpressen eines Verbunds aus Halteelement und Sensorelement beschrieben.
Hierbei ist von Nachteil, dass mittels einer Klebeverbindung oder einer Einpressverbindung gegebenenfalls keine hinreichende Langlebigkeit gewährleistet werden kann. Bei einem unerwünschten Lösen der Verbindung besteht daher die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls eines mit dem Gelenkkörper gebildeten Kugelgelenks.
Zudem bleibt gemäß der Offenbarung der DE 103 41 466 A1 die kugelabschnittsförmige Außenkontur des kugelförmigen Abschnitts unterbrochen. Hierdurch fehlt jedoch im Bereich der Vertiefung ein entsprechender Traganteil des kugelförmigen Abschnitts. Hierdurch kann sich der Gelenkkörper im Bereich der Vertiefung nicht an einer korrespondierend zum kugelförmigen Abschnitt ausgebildeten Ausnehmung oder Lagerschale eines Gelenkgehäuses abstützen. Es besteht die Gefahr, dass in einem Übergangsbereich zwischen der Vertiefung und der kugelabschnittsförmigen Außenkontur des kugelförmigen Abschnitts bei der Verwendung in einem Kugelgelenk eine erhöhte Flächenpressung auftritt. Die im Übergangsbereich lokal erhöhte Flächenpressung kann zu einer unerwünschten Änderung der Drehmomenteigenschaften des Kugelgelenks führen. Des Weiteren kann die erhöhte Flächenpressung im Übergangsbereich zu einem lokal erhöhten Verschleiß und schließlich zu einem unerwünschten vorzeitigen Ausfall des Kugelgelenks führen.
Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, einen Gelenkkörper, ein Kugelgelenk und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Abdeckung auf einfache Weise montierbar ist und/oder die Abdeckung zuverlässig und dauerhaft am Gelenkkörper zum Festsetzen des Sensorelementes gehalten ist. Vorzugsweise stellt die Abdeckung eine einen Traganteil übernehmende und/oder abstützende Funktion bereit, wobei eine unerwünschte Belastung des Sensorelementes vermieden wird. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Gelenkkörper nach Anspruch 1, mittels eines Kugelgelenks nach Anspruch 15 und/oder mittels eines Verfahrens nach Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Demnach ist ein Gelenkkörper zum Ausbilden eines Kugelgelenks, insbesondere für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Alternativ kann der Gelenkkörper als ein Gelenkinnenteil bezeichnet werden oder ausgebildet sein. Der Gelenkkörper weist einen kugelförmigen Abschnitt auf. Insbesondere hat der kugelförmige Abschnitt eine sphärische und/oder kugelabschnittsförmige Außenkontur. Der kugelförmige Abschnitt kann als ein Kugelsegment ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Gelenkkörper als ein Kugelzapfen oder als eine Kugelhülse ausgebildet. In dem kugelförmigen Abschnitt ist eine Vertiefung ausgebildet. Insbesondere ist die Vertiefung als ein Sackloch realisiert. Vorzugsweise weist die Vertiefung eine Innenwandung und einen Boden auf. Die Innenwandung kann zylindrisch ausgebildet sein.
Innerhalb der Vertiefung ist ein Sensorelement angeordnet. Vorzugsweise ist das Sensorelement als ein Magnet ausgebildet. Das Sensorelement kann Bestandteil einer Sensoreinrichtung sein. Insbesondere wirkt das Sensorelement mit einem weiteren Sensorelement zusammen. Hierbei kann das weitere Sensorelement in einem Gelenkgehäuse angeordnet sein. Vorzugsweise wirken das Sensorelement und das weitere Sensorelement zum Erfassen einer Lage des Gelenkkörpers in Bezug zum Gelenkgehäuse zusammen.
Die Vertiefung ist mittels einer Abdeckung verschlossen, wobei der kugelförmige Abschnitt im Bereich der Vertiefung mittels der Abdeckung eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur aufweist. Somit wird die kugelabschnittsförmige Außenkontur des kugelförmigen Abschnitts des Gelenkkörpers mittels der Abdeckung im Bereich der Vertiefung fortgesetzt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass bei einem Kugelgelenk mit dem Gelenkkörper mittels der Abdeckung Kräfte auch im Bereich der Vertiefung aufgenommen werden können. Die Abdeckung kann somit einen Traganteil übernehmen und/oder sich an einer korrespondierend zum kugelförmigen Abschnitt ausgebildeten Ausnehmung oder Lagerschale eines Gelenkgehäuses abstützen.
Des Weiteren ist die Abdeckung mittels einer Formschlussverbindung an dem Gelenkkörper gehalten. Hierbei ist von Vorteil, dass die Abdeckung auf einfache Weise montierbar ist. Zugleich ist gewährleistbar, dass die Abdeckung zuverlässig und dauerhaft am Gelenkkörper zum Festsetzen des Sensorelementes gehalten wird. Bei einer geeigneten Ausbildung der Abdeckung und der Formschlussverbindung kann die Abdeckung zudem eine einen Traganteil übernehmende und/oder abstützende Funktion bereitstellen.
Erfindungsgemäß weist die Vertiefung eine Innenwandung auf und die Innenwandung weist zum Ausbilden der Formschlussverbindung mindestens einen vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung auf. Insbesondere hat die Abdeckung zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung der Innenwandung mindestens einen korrespondierend ausgebildeten abdeckungsseitigen Rücksprung oder Vorsprung. Somit kann jeweils mindestens ein Rücksprung und ein Vorsprung zum Ausbilden der Formschlussverbindung miteinander zusammenwirken.
Gemäß einer Weiterbildung ist der vertiefungsseitige Rücksprung als eine Nut in der Innenwandung der Vertiefung ausgebildet. Insbesondere ist der abdeckungsseitige Vorsprung als ein zu der Nut und zum Ausbilden der Formschlussverbindung korrespondierender Steg ausgebildet. Hierbei kann die Nut als eine Ringnut und der Steg als ein Ringsteg realisiert sein. Insbesondere sind die Nut und der Steg koaxial umlaufend zu einer Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung angeordnet. Hierdurch lässt sich die Formschlussverbindung auf einfache Weise realisieren, wobei zugleich eine hinreichend sichere Befestigung der Abdeckung und damit des Sensorelements an dem Gelenkkörper bzw. in der Vertiefung gewährleistbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform blockiert die Formschlussverbindung einen Auszug bzw. eine Ablösung der Abdeckung aus der Vertiefung in axialer Richtung der Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung. Insbesondere ist die Vertiefung mit dem Sensorelement in radialer Richtung zu der Mittellängsachse mittels der Abdeckung mindestens teilweise ausgefüllt und/oder verschlossen. Somit kann die Abdeckung eine Abmessung oder einen Durchmesser in radialer Richtung zu der Mittellängsachse aufweisen, so dass die Vertiefung mittels der Abdeckung und dem darin angeordneten Sensorelement in radialer Richtung zu der Mittellängsachse zumindest teilweise ausgefüllt ist. Vorzugsweise entspricht ein Außenmaß und/oder ein Durchmesser der Abdeckung in radialer Richtung zu der Mittellängsachse im Wesentlichen einem Innenmaß und/oder einem Innendurchmesser der Vertiefung. Ein Außenumfang der Abdeckung kann zumindest teilweise an der Innenwandung der Vertiefung anliegen. Hierdurch ist eine Bewegung der Abdeckung in radialer Richtung zu der Mittellängsachse innerhalb der Vertiefung blockiert. Zusätzlich ist mittels der Formschlussverbindung eine Bewegung in axialer Richtung der Mittellängsachse blockiert. Somit ist die Abdeckung und damit das darin angeordnete Sensorelement zuverlässig an dem Gelenkkörper bzw. in der Vertiefung festgesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Gelenkkörper eine Federeinrichtung oder mindestens eine Federeinrichtung auf. Die Federeinrichtung stützt sich mindestens an der Abdeckung und/oder dem Sensorelement ab. Mittels der Federeinrichtung kann eine Rückstellkraft und/oder eine Vorspannkraft in die Abdeckung eingeleitet werden. Insbesondere kann mittels der Federeinrichtung der Traganteil der Abdeckung hinsichtlich der Abstützung des kugelförmigen Abschnitts in einer Aufnahme oder Lagerschale eines Gelenkgehäuses erhöht werden. Vorzugsweise wirkt die mittels der Federeinrichtung auf die Abdeckung und/oder das Sensorelement wirkende Rückstellkraft und/oder Vorspannkraft in axialer Richtung der Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung und ist hierbei nach außen gerichtet. Insbesondere stützt sich die Federeinrichtung an einer Innenwandung und/oder an einem Boden der Vertiefung ab. Somit kann sich die Federeinrichtung einerseits an der Abdeckung abstützen und andererseits an der Innenwandung und/oder an dem Boden der Vertiefung abstützen. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung derart ausgebildet, dass eine Belastung bzw. eine Krafteinleitung in das Sensorelement möglichst vermieden wird.
Die Federeinrichtung kann zwischen einem Boden der Vertiefung und einer dem Boden der Vertiefung zugewandten Seite der Abdeckung angeordnet sein. Vorzugsweise stützt sich die Federeinrichtung einerseits am Boden und andererseits an der dem Boden zugewandten Seite der Abdeckung ab.
Alternativ ist die Federeinrichtung zwischen dem Boden der Vertiefung und einer dem Boden der Vertiefung zugewandten Seite des Sensorelementes angeordnet. Vorzugsweise stützt sich die Federeinrichtung einerseits am Boden und andererseits an der dem Boden zugewandten Seite des Sensorelementes ab. Hierbei kann der Boden der Vertiefung eine nutartige Aufnahme aufweisen, in der die Federeinrichtung angeordnet ist. Hierbei ragt die Federeinrichtung teilweise über den Boden der Vertiefung in Richtung des Sensorelementes hinaus. Insbesondere ist die nutartige Aufnahme ringförmig ausgebildet. Beispielsweise kann die Federeinrichtung als ein O-Ring ausgebildet sein, der in der ringförmigen und nutartigen Aufnahme gelagert ist.
Die Federeinrichtung kann mittels mindestens einem, insbesondere thermoplastischen, Elastomer, mindestens einem Gummielement, vorzugsweise einem O-Ring, oder einer ringförmigen Wellfederscheibe gebildet sein. Die Federeinrichtung, insbesondere in der Ausbildung als Elastomer, kann an die dem Boden zugewandten Seite der Abdeckung angespritzt sein.
Insbesondere ist die Federeinrichtung zwischen der Innenwandung der Vertiefung und dem Sensorelement angeordnet. Hierbei kann sich die Federeinrichtung einerseits an einem vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung der Innenwandung und andererseits mittelbar oder unmittelbar an dem Sensorelement abstützen. Um eine unerwünschte Beschädigung des Sensorelementes durch zu hohe auf das Sensorelement einwirkende Kräfte zu vermeiden, kann das Sensorelement eine Schutzschicht aufweisen. Mittels der Schutzschicht kann zumindest ein Teil der mittels der Federeinrichtung in Richtung des Sensorelementes einwirkenden Kräfte von dem Sensorelement weg und in den Gelenkkörper, insbesondere den Boden der Vertiefung, eingeleitet werden. Die Schutzschicht kann als eine Kappe, Folie oder Beschichtung, vorzugsweise aus Kunststoff, ausgebildet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Federeinrichtung als ein, insbesondere metallener, Federring ausgebildet. Der Federring kann koaxial zu der Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung angeordnet sein und das Sensorelement umringen. Vorzugsweise weist der Federring an seinem Außenumfang nach außen abstehende Außenstege auf. Insbesondere hat der Federring an seinem Innenumfang nach innen abstehende Innenstege. Die Außenstege und/oder die Innenstege sind jeweils in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen den beabstandeten Außenstegen und/oder zwischen den beabstandeten Innenstegen ist jeweils eine Öffnung gebildet. Insbesondere dient die Öffnung zum Durchströmen und Ausfüllen mit einem Material zum Ausbilden der Abdeckung. Wird die Abdeckung beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens unmittelbar in der Vertiefung selbst hergestellt, ist mittels eines derart ausgebildeten Federrings gewährleistet, dass das Material zum Ausbilden der Abdeckung durch die Öffnungen des Federrings hindurchströmen kann und somit der gesamte Innenraum der Vertiefung, insbesondere bis zum Boden der Vertiefung, zwischen der Innenwandung der Vertiefung und dem Sensorelement mit dem Material zum Ausbilden der Abdeckung ausgefüllt werden kann.
Vorzugsweise ist die Abdeckung als in der Vertiefung hergestelltes und das Sensorelement umgebendes Spritzgussteil ausgebildet. Somit kann die Abdeckung unmittelbar in der Vertiefung selbst hergestellt werden. Insbesondere ist zwischen dem Sensorelement und dem Spritzgussteil eine Schutzschicht zum Verhindern einer Entmagnetisierung des Sensorelements beim Spritzgießen der Abdeckung angeordnet. Vorzugsweise ist das Sensorelement als ein Magnet realisiert. Aufgrund der beim Spritzgießen wirkenden Temperaturen und/oder Drücke kann es bei einem solchen Magneten zu einer unerwünschten Entmagnetisierung kommen. Dies kann jedoch verhindert werden, indem das Sensorelement bzw. der Magnet mit einer geeignet ausgebildeten Schutzschicht ummantelt wird. Die Schutzschicht verhindert einen direkten Kontakt des Sensorelementes bzw. Magneten mit dem Material zum Ausbilden der Abdeckung beim Spritzgießen. Die Schutzschicht kann als eine Folie oder als eine Kappe realisiert sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Abdeckung als ein Deckel ausgebildet. Insbesondere ist der Deckel ein separates und/oder eigenständiges Bauteil. Der Deckel ist zum Festsetzen des Sensorelementes auf das Sensorelement und in die Vertiefung gesetzt. Hierbei ist der Deckel zum Ausbilden der Formschlussverbindung mittels einer Schnapp-/Rastverbindung in der Vertiefung gehalten. Vorzugsweise ist der Deckel zusammen mit dem Sensorelement in die Vertiefung einsetzbar. Der Deckel kann aus einem Kunststoffmaterial oder Aluminium gebildet sein. Der Deckel kann becherartig ausgebildet sein.
Insbesondere weist der Deckel zum Realisieren der Schnapp-/Rastverbindung mindestens einen Federsteg auf. Vorzugsweise ist der Federsteg elastisch ausgebildet und ermöglicht somit das Einschnappen bzw. Einrasten des Deckels in der Vertiefung. Der Federsteg kann sich parallel zur Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung erstrecken. Der Federsteg kann als ein Federstegring realisiert sein. Alternativ können mehrere Federstege ringartig an einem Außenumfang des Deckels angeordnet sein. Vorzugsweise weist der Deckel zum Ausbilden des Federstegs mindestens einen sich von einer Außenseite des Deckels nach innen erstreckenden Spalt auf. Insbesondere erstreckt sich der Spalt oder erstrecken sich mehrere Spalte parallel zur Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung. Der Spalt oder die mehreren Spalte ermöglichen ein elastisches Verbiegen oder Einfedern des Federstegs beim Einführen des Deckels in die Vertiefung. Insbesondere verbiegt sich der Federsteg beim Einführen des Deckels in die Vertiefung in eine Richtung radial zur Mittellängsachse des Gelenkkörpers und/oder der Vertiefung nach innen. Sobald der Deckel seine endgültige Position erreicht hat, federt der Federsteg wieder in seine Ausgangsposition zurück, wodurch die Formschlussverbindung in Gestalt der Schnapp-/Rastverbindung hergestellt ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist mindestens zwischen einer von einem Boden der Vertiefung abgewandten Oberseite des Sensorelementes und einer der Oberseite zugewandten Innenseite der Abdeckung ein spaltartiger Freiraum vorhanden. Hierdurch ist gewährleistet, dass keine auf die kugelabschnittsförmige Außenkontur der Abdeckung einwirkenden Kräfte in das Sensorelement eingeleitet werden. Hierdurch kann eine unerwünschte Beschädigung des Sensorelementes aufgrund zu hoher einwirkender Kräfte vermieden werden. Stattdessen werden die einwirkenden Kräfte über die Abdeckung in den Gelenkkörper eingeleitet.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Sensorelement eine, insbesondere einfach, gestufte Außenkontur auf. Insbesondere wirkt die gestufte Außenkontur des Sensorelementes mindestens teilweise formschlüssig mit der Abdeckung zusammen. Vorzugsweise ist die Innenkontur der Abdeckung zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Sensorelement korrespondierend zu der gestuften Außenkontur des Sensorelementes ausgebildet. Aufgrund des formschlüssigen Zusammenwirkens der gestuften Außenkontur des Sensorelementes und der Innenkontur der Abdeckung ist das Sensorelement positionsfest innerhalb der Vertiefung gehalten bzw. fixiert. Insbesondere hat das Sensorelement einen ersten Abschnitt mit einem ersten Außendurchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der erste Außendurchmesser zum Ausbilden der gestuften Außenkontur größer als der zweite Außendurchmesser ist. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt dem Boden der Vertiefung zugewandt bzw. liegt auf dem Boden der Vertiefung. Der zweite Abschnitt kann von dem Boden der Vertiefung abgewandt sein. Insbesondere liegt der erste Abschnitt zwischen dem Boden der Vertiefung und dem zweiten Abschnitt.
Von besonderem Vorteil ist ein Kugelgelenk für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Gelenkkörper. Das Kugelgelenk weist ein Gelenkgehäuse auf, das eine Gelenkaufnahme und/oder eine Lagerschale zum gelenkbeweglichen Lagern des kugelförmigen Abschnitts des Gelenkkörpers hat. Insbesondere ist die Gelenkaufnahme und/oder die Lagerschale korrespondierend zu dem kugelförmigen Abschnitt des Gelenkkörpers ausgebildet. Der Gelenkkörper kann als ein Kugelzapfen oder eine Kugelhülse realisiert sein. Entsprechend kann das Kugelgelenk als ein Kugelzapfengelenk oder als ein Kugelhülsengelenk ausgebildet sein. Insbesondere ist unter einem gelenkbeweglichen Lagern des Gelenkkörpers in dem Gelenkgehäuse und/oder in der Lagerschale eine Schwenkbeweglichkeit, Kippbeweglichkeit und/oder Drehbeweglichkeit zu verstehen.
Im Fahrzeugbau kommen Kugelgelenke auf vielfältige Weise zum Einsatz. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkskomponenten wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. einem daran befestigten Achsträger zu verbinden. Kugelgelenke können aus einem wenigstens einseitig offenen Gelenkgehäuse mit einer Gehäuseausnehmung sowie einem in der Gehäuseausnehmung schwenkbeweglich gegenüber dem Gelenkgehäuse gelagerten Gelenkkörper bestehen. Zwischen dem Gelenkgehäuse und dem kugelförmigen Abschnitt des Gelenkkörpers kann eine Lagerschale angeordnet sein, welche die Reibung und somit den Verschleiß des Kugelgelenks trotz der zuweilen hohen betrieblichen Belastungen reduziert.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Ausdruck „radial“ eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die senkrecht zur axialen Richtung des Kugelgelenks, des Gelenkkörpers, der Mittellängsachse des Gelenkkörpers, der Mittellängsachse der Vertiefung und/oder der Mittellängsachse des Sensorelementes verläuft. Der Ausdruck „axial“ kann eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die parallel zur axialen Richtung des Kugelgelenks, des Gelenkkörpers, der Mittellängsachse des Gelenkkörpers, der Mittellängsachse der Vertiefung und/oder der Mittellängsachse des Sensorelementes verläuft.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gelenkkörpers und/oder eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks wird in einem kugelförmigen Abschnitt des Gelenkkörpers eine Vertiefung eingebracht. Innerhalb der Vertiefung wird ein Sensorelement angeordnet. Die Vertiefung mit dem Sensorelement wird mittels einer Abdeckung verschlossen, wobei der kugelförmige Abschnitt im Bereich der Vertiefung mittels der Abdeckung eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur bildet. Insbesondere entspricht der Radius der kugelabschnittsförmigen Außenkontur der Abdeckung dem Radius der kugelabschnittsförmigen Außenkontur des kugelförmigen Abschnitts des Gelenkkörpers. Die Abdeckung wird mittels einer Formschlussverbindung an den Gelenkkörper gehalten. Hierdurch ist auf einfache und zuverlässige Weise eine Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Gelenkkörper zum Festsetzen des Sensorelementes realisierbar.
Vorzugsweise weist das Sensorelement eine gestufte, insbesondere einfach gestufte, Außenkontur auf. Die gestufte Außenkontur des Sensorelementes wirkt mindestens teilweise formschlüssig mit der Abdeckung zusammen. Hierdurch ist eine zuverlässige Fixierung des Sensorelementes in der Vertiefung mittels der Abdeckung realisierbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abdeckung als ein, insbesondere separater und/oder eigenständiger, Deckel ausgebildet, der zum Festsetzen des Sensorelementes auf das Sensorelement und in die Vertiefung gesetzt wird. Hierbei wird der Deckel zum Ausbilden der Formschlussverbindung mittels einer Schnapp-/Rastverbindung in der Vertiefung gehalten. Der Deckel kann beispielsweise aus einen Kunststoffmaterial oder aus Aluminium gebildet sein. Insbesondere wird zunächst das Sensorelement in dem Deckel angeordnet oder montiert. Anschließend kann der Deckel zusammen mit dem Sensorelement in der Vertiefung angeordnet werden. Hiernach kann ein Glätten der Oberfläche des kugelförmigen Abschnitts des Gelenkkörpers und/oder der Außenseite des Deckels erfolgen. Je nach Bedarf kann anschließend eine Beschichtung des kugelförmigen Abschnittes und/oder der Außenseite des Deckels, insbesondere eine Gasnitrocarbunierung, erfolgen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Abdeckung als ein in der Vertiefung hergestelltes und das Sensorelement umgebendes Spritzgussteil ausgebildet. Insbesondere wird der Gelenkkörper zusammen mit dem Sensorelement in einem Spritzgusswerkzeug zum Spritzgießen der Abdeckung angeordnet. Hierbei kann das Sensorelement mittels einer Federeinrichtung, insbesondere eines Federrings, in der Vertiefung gehalten und/oder zentriert werden. Die Federeinrichtung bzw. der Federring gewährleistet, dass eine unerwünschte Lageveränderung des Sensorelementes beim Spritzgießen der Abdeckung vermieden wird.
Insbesondere handelt es sich bei dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gelenkkörper und/oder Kugelgelenk um einen zuvor beschriebenen Gelenkkörper bzw. ein zuvor beschriebenes Kugelgelenk. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß den im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen erfindungsgemä-ßen Gelenkkörper und/oder Kugelgelenk erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann der hier beschriebene Gelenkkörper und/oder das hier beschriebene Kugelgelenk gemäß den im Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1a eine perspektivische Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers,
1b eine Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers,
2 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht des ersten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers mit einer ersten Abdeckung gemäß 1a,
3 einen Ausschnitt einer perspektivischen, geschnittenen Seitenansicht des zweiten Gelenkkörpers mit einer Spritzgussabschirmung zum Herstellen einer zweiten Abdeckung gemäß 1b,
4 eine perspektivische Seitenansicht eines Sensorelementes mit einer Federeinrichtung zum Herstellen des zweiten Gelenkkörpers gemäß 1 b und 3,
5 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht des erfindungsgemäßen zweiten Gelenkkörpers mit der zweiten Abdeckung gemäß 1 b, und
6 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Gelenkkörpers gemäß 1b mit einer weiteren Abdeckung.

1a zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers 1. Der Gelenkkörper 1 hat einen kugelförmigen Abschnitt 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gelenkkörper 1 als ein Kugelzapfen ausgebildet. Entsprechend weist der Gelenkkörper 1 einen Zapfenabschnitt 3 auf. An einem axialen Ende des Zapfenabschnitts 3 ist der kugelförmige Abschnitt 2 als eine Gelenkkugel realisiert.
In dem kugelförmigen Abschnitt 2 ist eine Vertiefung 4 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 4 im Bereich eines Pols des kugelförmigen Abschnitts 2 angeordnet. Innerhalb der Vertiefung 4 ist ein hier nicht näher dargestelltes Sensorelement angeordnet. Des Weiteren ist die Vertiefung 4 mittels einer Abdeckung 5 verschlossen.
1b zeigt eine Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers 6. Der Gelenkkörper 6 hat einen kugelförmigen Abschnitt 7. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gelenkkörper 6 als eine Kugelhülse realisiert. Entsprechend erstrecken sich ausgehend von dem kugelförmigen Abschnitt 7 in axialer Richtung des Gelenkkörpers 6 zwei Hülsenabschnitte 8, 9 in voneinander abgewandte Richtungen. Der kugelförmige Abschnitt 7 weist eine Vertiefung 10 auf. Innerhalb der Vertiefung 10 ist ein hier nicht näher dargestelltes Sensorelement angeordnet. Die Vertiefung 10 ist mittels einer Abdeckung 11 verschlossen.
Mittels der Abdeckungen 5, 11 weist der jeweilige kugelförmige Abschnitt 2, 7 im Bereich der jeweiligen Vertiefung 4, 10 eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur auf. Hierbei entspricht der Radius der Außenkontur der Abdeckung 5 bzw. 11 dem Radius der Außenkontur des kugelförmigen Abschnitts 2 bzw. 7.
2 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht des ersten erfindungsgemäßen Gelenkkörpers 1 mit der ersten Abdeckung 5 gemäß 1a. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 5 als ein Deckel 5 realisiert. Der Deckel 5 ist mittels einer Formschlussverbindung 12 an dem Gelenkkörper 1 gehalten.
Die Vertiefung 4 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Innenwandung 13 auf. Des Weiteren hat die Vertiefung 4 einen Boden 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 4 sacklochartig ausgebildet. Zum Ausbilden der Formschlussverbindung 12 weist die Innenwandung 13 einen Rücksprung 15 auf. Dieser vertiefungsseitige Rücksprung 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Nut in der Innenwandung 13 der Vertiefung 4 realisiert.
Der Deckel 5 weist zum Ausbilden der Formschlussverbindung 12 und zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Rücksprung 15 einen korrespondierend ausgebildeten abdeckungsseitigen Vorsprung 16 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorsprung 16 als ein Steg realisiert, der über den Außenumfang des Deckels 5 nach außen vorsteht. Der nutartige Rücksprung 15 und der stegartige Vorsprung 16 sind koaxial umlaufend zu einer Mittellängsachse 17 des Gelenkkörpers 2 bzw. der Vertiefung 4 angeordnet. Die Formschlussverbindung 12 blockiert einen Auszug des Deckels 5 in axialer Richtung der Mittellängsachse 17.
Der Deckel 5 ist zum Ausbilden der Formschlussverbindung 12 bei diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Schnapp-/Rastverbindung in der Vertiefung 4 gehalten. Hierzu weist der Deckel 5 mindestens einen Federsteg 18 auf. Der abdeckungsseitige Vorsprung 16 ist hierbei im Bereich des Federstegs 18 angeordnet. Des Weiteren erstreckt sich der Federsteg 18 parallel zu der Mittellängsachse 17. Zum Ausbilden des Federstegs 18 weist der Deckel 5 einen sich von einer Außenseite 19 des Deckels 5 nach innen erstreckenden Spalt 20 auf.
Mittels des Deckels 5 ist ein Sensorelement 21 innerhalb der Vertiefung 4 gehalten bzw. festgesetzt. Das Sensorelement 21 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Magnet ausgebildet. Zwischen einer von dem Boden 14 der Vertiefung 4 abgewandten Oberseite 22 des Sensorelementes 21 und einer der Oberseite 22 zugewandten Innenseite 23 des Deckels 5 ist ein spaltartiger Freiraum 24 gebildet. Hierdurch ist eine unerwünscht hohe Krafteinleitung von dem Deckel 5 in das Sensorelement 21 vermieden, wodurch das Risiko einer unerwünschten Beschädigung des Sensorelementes 21 durch eine erhöhte Krafteinwirkung erheblich reduziert ist.
Das Sensorelement 21 weist eine gestufte Außenkontur auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Sensorelement 21 eine einstufige Außenkontur. Diese gestufte Außenkontur wirkt mindestens teilweise formschlüssig mit dem Deckel 5 zusammen. Bei dieser Ausführungsform hat das Sensorelement 21 einen ersten Abschnitt 25 mit einem ersten Außendurchmesser und einem zweiten Abschnitt 26 mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der erste Außendurchmesser zum Ausbilden der gestuften Außenkontur des Sensorelementes 21 größer als der zweite Außendurchmesser ist. Des Weiteren liegt der erste Abschnitt 25 auf dem Boden 14 der Vertiefung 4. Der zweite Abschnitt 26 ist von dem Boden 14 abgewandt, so dass der erste Abschnitt 25 zwischen dem Boden 14 und dem zweiten Abschnitt 26 liegt. Des Weiteren weist der zweite Abschnitt 26 an einer von dem Boden 14 bzw. dem ersten Abschnitt 25 abgewandten Seite die Oberseite 22 auf. Das Sensorelement 21 ist bei diesem Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch zu der Mittellängsachse 17 ausgebildet bzw. angeordnet. Der Deckel 5 liegt einerseits an der gestuften Außenkontur des Sensorelementes 21 und andererseits an der Innenwandung 13 der Vertiefung 4 an. Hierdurch ist das Sensorelement 21 mittels des Deckels 5 in der Vertiefung 4 gehalten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Deckel 5 eine Federeinrichtung 27 auf. Die Federeinrichtung 27 ist mindestens zwischen dem Boden 14 der Vertiefung 4 und einer dem Boden 14 der Vertiefung 4 zugewandten Seite des Deckels 5 angeordnet. Im Einzelnen stützt sich die Federeinrichtung 27 zumindest einerseits am Boden 14 und andererseits an der dem Boden 14 zugewandten Seite des Deckels 5 ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Federeinrichtung beispielhaft mittels mehrerer thermoplastischer Elastomerabschnitte 28, 29 gebildet. Hierbei sind mehrere Elastomerabschnitte 28 in der vorstehend genannten Weise zwischen dem Boden 14 und der dem Boden 14 zugewandten Seite des Deckels 5 angeordnet. Des Weiteren sind bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Elastomerabschnitte 29 im Bereich der gestuften Außenkontur des Sensorelementes 21 zwischen dem Deckel 5 und einer Stufenfläche 30 des Sensorelementes 21 angeordnet. Die Federeinrichtung 27 ermöglicht einen Toleranzausgleich. Zudem kann mittels der Federeinrichtung 27 eine Rückstellkraft und/oder Vorspannkraft in den Deckel 5 eingeleitet werden.
3 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen, geschnittenen Seitenansicht des zweiten Gelenkkörpers 6 mit einer Spritzgussabschirmung 31 zum Herstellen der zweiten Abdeckung 11 gemäß 1b. Gleiche Merkmale wie in der vorangegangenen Beschreibung tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Alternativ kann die zweite Abdeckung 11 anstelle der Abdeckung bzw. dem Deckel 5 an dem Gelenkkörper 1 gemäß 1a angeordnet sein. Des Weiteren kann der Deckel 5 gemäß 2 anstelle der zweiten Abdeckung 11 an dem Gelenkkörper 6 gemäß 1b angeordnet sein.
Die Vertiefung 10 entspricht hinsichtlich seines Aufbaus der Vertiefung 4 gemäß 2. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Sensorelement 21 eine Schutzschicht 32 auf. Die Schutzschicht 32 umgibt die Außenseite des Sensorelementes 21. Bei diesem Beispiel ist der Bereich des Sensorelementes 21, der auf dem Boden 14 der Vertiefung 10 liegt, von der Schutzschicht 32 ausgenommen. In einer alternativen Ausführungsform kann das Sensorelement 21 vollständig in der Schutzschicht 32 gekapselt sein.
Eine Federeinrichtung 33 ist zwischen der Innenwandung 13 der Vertiefung 10 und dem Sensorelement 21 angeordnet. Hierbei stützt sich die Federeinrichtung 33 einerseits an dem vertiefungsseitigen Rücksprung 15 und andererseits an dem Sensorelement 21 unter Zwischenanordnung der Schutzschicht 32 im Bereich der Stufenfläche 30 ab. Die Federeinrichtung 33 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein metallener Federring realisiert. Die Federeinrichtung 33 ist koaxial zur Mittellängsachse 17 angeordnet und umringt das Sensorelement 21.
Die Federeinrichtung 33 weist mehrere Öffnungen 34 auf. Mittels der Öffnungen 34 ist gewährleistet, dass ein hier nicht näher dargestelltes Material zum Ausbilden der Abdeckung 11 gemäß 1b die Federeinrichtung 33 durchströmen und bis zum Boden 14 der Vertiefung 10 gelangen kann.
Die Spritzgussabschirmung 31 weist eine Einfüllöffnung 35 auf. Durch die Einfüllöffnung 35 wird das hier nicht näher dargestellte Material zum Ausbilden der Abdeckung 11 gemäß 1b in den zunächst verbleibenden Freiraum zwischen der Spritzgussabschirmung 31, dem Sensorelement 21 und der Innenwandung 13 der Vertiefung 10 mittels eines Spritzgussverfahrens eingespritzt. Somit wird die Abdeckung 11 gemäß 1b als ein Spritzgussteil unmittelbar in der Vertiefung 10 hergestellt. Hierbei ist die Schutzschicht 32 zum Verhindern einer Entmagnetisierung des Sensorelementes 21 beim Spritzgießen der Abdeckung 11 ausgebildet. Die Schutzschicht 32 kann als eine Folie oder als eine Kappe für das Sensorelement 21 ausgebildet sein.
4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Sensorelementes 21 mit der Federeinrichtung 33 zum Herstellen des zweiten Gelenkkörpers 6 gemäß 1b und 3. Die als Federring ausgebildete Federeinrichtung 33 weist an seinem Außenumfang nach außen abstehende Außenstege 36 auf. Des Weiteren weist die Federeinrichtung 33 an seinem Innenumfang nach innen abstehende Innenstege 37 auf. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Außenstege 36 und Innenstege 37 mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Außenstege 36 sowie die Innenstege 37 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Des Weiteren sind die Außenstege 36 und die Innenstege 37 bei diesem Ausführungsbeispiel versetzt zueinander angeordnet. Die Innenstege 37 liegen im Bereich der Stufenfläche 30 am Sensorelement 21 an. Gemäß 3 kann hierbei ggf. eine Schutzschicht 32 zwischen der Federeinrichtung 33 und dem Sensorelement 21 angeordnet sein. Zwischen zwei jeweils benachbarten Innenstegen 37 ist jeweils eine Öffnung 34 gebildet. Die Öffnung 34 ermöglicht im montierten Zustand gemäß 3 ein Durchströmen des Materials zum Ausbilden der Abdeckung 11 gemäß 1b zwischen der Federeinrichtung 33 und dem Sensorelement 21.
Die Außenstege 36 greifen gemäß 3 in den Rücksprung 15 der Innenwandung 13 der Vertiefung 10 ein und stützen sich gegenüber diesem Rücksprung 15 ab. Mittels der Federeinrichtung 33 ist das Sensorelement 21 in der Vertiefung 10 positionierbar und eine unerwünschte Verlagerung bzw. ein Verrutschen des Sensorelementes 21 beim Spritzgießen der Abdeckung 11 wird vermieden.
5 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht des erfindungsgemäßen zweiten Gelenkkörpers 6 mit der Abdeckung 11 gemäß 1b. Die Abdeckung 11 weist einen Vorsprung 16 auf, der entsprechend dem Vorsprung 16 des Deckels 5 gemäß 2 ausgebildet ist. Somit ist auch hier eine Formschlussverbindung 12 zwischen der Abdeckung 11 und dem Gelenkkörper 6 bzw. der Vertiefung 10 ausgebildet. Die Abdeckung 11 reicht bis zum Boden 14 der Vertiefung 10 und stützt sich somit auf diesem ab.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Oberseite 22 des Sensorelementes 21 und einer der Oberseite 22 zugewandten Innenseite 38 der Schutzschicht 32 ein Freiraum 24 gebildet. Hierdurch ist gewährleistet, dass keine unerwünscht hohen Kräfte in das Sensorelement 21 eingeleitet werden. Stattdessen werden die über die Abdeckung 11 aufgenommen Kräfte zumindest im Wesentlichen in den kugelförmigen Abschnitt 7 des Gelenkkörpers 6 eingeleitet.
6 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Gelenkkörpers 6 gemäß 1b mit einer weiteren Abdeckung 39. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Gelenkkörper 6 als eine Kugelhülse realisiert, wobei jedoch anstelle der Abdeckung 11 hier eine weitere Abdeckung 39 eingesetzt ist.
Die Abdeckung 39 ist als ein Deckel 39 ausgebildet. Der Deckel 39 ist hier aus Aluminium gebildet. Des Weiteren weist der Deckel 39 eine becherartige Form auf. Der Deckel 39 ist mittels einer Formschlussverbindung 12 in einer Vertiefung 41 des kugelförmigen Abschnitts 7 des Gelenkkörpers 6 gehalten.
Die Vertiefung 41 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Gestalt auf. Des Weiteren hat die Vertiefung 41 einen Boden 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 41 im Wesentlichen sacklochartig ausgebildet. Hierbei weist eine Innenwandung 42 der Vertiefung 41 eine Stufe 43 auf. Auf der Stufe 43 liegt ein Rand 44 des Deckels 39.
Zum Ausbilden der Formschlussverbindung 12 weist die Innenwandung 42 einen Rücksprung 15 auf. Der Deckel 39 weist zum Ausbilden der Formschlussverbindung 12 und zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Rücksprung 15 einen korrespondierend ausgebildeten abdeckungsseitigen Vorsprung 16 auf. Der nutartige Rücksprung 15 und Vorsprung 16 sind koaxial umlaufend zu einer Mittellängsachse 17 des Gelenkkörpers 6 bzw. der Vertiefung 41 angeordnet. Die Formschlussverbindung 12 blockiert einen Auszug des Deckels 39 in axialer Richtung der Mittellängsachse 17.
Mittels des Deckels 39 ist ein Sensorelement 45 innerhalb der Vertiefung 4 gehalten bzw. festgesetzt. Das Sensorelement 45 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Magnet ausgebildet.
Eine Federeinrichtung 40 ist zwischen dem Boden 14 der Vertiefung 41 und einer dem Boden 14 der Vertiefung 41 zugewandten Seite des Sensorelementes 45 angeordnet. Somit stützt sich die Federeinrichtung 40 einerseits am Boden 14 und andererseits an der dem Boden 14 zugewandten Seite des Sensorelementes 45 ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Boden 14 der Vertiefung 41 eine nutartige Aufnahme 46 auf, in der die Federeinrichtung 40 angeordnet ist. Hierbei ragt die Federeinrichtung 40 teilweise über den Boden 14 der Vertiefung 41 in Richtung des Sensorelementes 45 hinaus. Die nutartige Aufnahme 46 ist ringförmig ausgebildet und die Federeinrichtung 40 ist hier beispielhaft als ein O-Ring ausgebildet, der in der ringförmigen und nutartigen Aufnahme 46 gelagert ist.
Zum Herstellen des Gelenkkörpers 6 mit der weiteren Abdeckung 39 wird zunächst das Sensorelement 45 in dem Deckel 39 angeordnet oder montiert. Anschließend wird der Deckel 39 zusammen mit dem Sensorelement 45 in der Vertiefung 41 angeordnet werden. Hiernach kann je nach Bedarf ein Glätten der Oberfläche des kugelförmigen Abschnitts 7 des Gelenkkörpers 6 und der Außenseite 19 des Deckels 39 erfolgen. Je nach Bedarf kann anschließend eine Beschichtung des kugelförmigen Abschnittes 7 und der Außenseite 19 des Deckels 39 erfolgen.
Bezugszeichen

1: Gelenkkörper
2: kugelförmiger Abschnitt
3: Zapfenabschnitt
4: Vertiefung
5: Abdeckung / Deckel
6: Gelenkkörper
7: kugelförmiger Abschnitt
8: Hülsenabschnitt
9: Hülsenabschnitt
10: Vertiefung
11: Abdeckung
12: Formschlussverbindung
13: Innenwandung
14: Boden
15: Rücksprung
16: Vorsprung
17: Mittellängsachse
18: Federsteg
19: Außenseite
20: Spalt
21: Sensorelement
22: Oberseite
23: Innenseite
24: Freiraum
25: erster Abschnitt
26: zweiter Abschnitt
27: Federeinrichtung
28: Elastomerabschnitt
29: Elastomerabschnitt
30: Stufenfläche
31: Spritzgussabschirmung
32: Schutzschicht
33: Federeinrichtung
34: Öffnung
35: Einfüllöffnung
36: Außensteg
37: Innensteg
38: Innenseite
39: Abdeckung / Deckel
40: Federeinrichtung
41: Vertiefung
42: Innenwandung
43: Stufe
44: Rand
45: Sensorelement
46: nutartige Aufnahme

Claims

Gelenkkörper zum Ausbilden eines Kugelgelenks, wobei der Gelenkkörper (1, 6) einen kugelförmigen Abschnitt (2, 7) aufweist, in dem kugelförmigen Abschnitt (2, 7) eine Vertiefung (4, 10, 41) ausgebildet ist, ein Sensorelement (21, 45) innerhalb der Vertiefung (4, 10, 41) angeordnet ist, und die Vertiefung (4, 10, 41) mittels einer Abdeckung (5, 11, 39) verschlossen ist, wobei der kugelförmige Abschnitt (2, 7) im Bereich der Vertiefung (4, 10, 41) mittels der Abdeckung (5, 11, 39) eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur aufweist, und die Abdeckung (5, 11, 39) mittels einer Formschlussverbindung (12) an dem Gelenkkörper (1, 6) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4, 10, 41) eine Innenwandung (13, 42) aufweist und die Innenwandung (13, 42) zum Ausbilden der Formschlussverbindung (12) mindestens einen vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung (15) aufweist, wobei die Abdeckung (5, 11, 39) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung (15) der Innenwandung (13, 42) mindestens einen korrespondierend ausgebildeten abdeckungsseitigen Rücksprung oder Vorsprung (16) aufweist.
Gelenkkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vertiefungsseitige Rücksprung (15) als eine Nut in der Innenwandung (13) der Vertiefung (4, 10) ausgebildet ist und der abdeckungsseitige Vorsprung (16) als ein zum Ausbilden der Formschlussverbindung (12) korrespondierender Steg ausgebildet ist, insbesondere sind die Nut und der Steg koaxial umlaufend zu einer Mittellängsachse (17) des Gelenkkörpers (1, 6) und/oder der Vertiefung (4, 10) angeordnet.
Gelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung (12) einen Auszug der Abdeckung (5, 11, 39) aus der Vertiefung (4, 10, 41) in axialer Richtung einer Mittellängsachse (17) des Gelenkkörpers (1, 6) und/oder der Vertiefung (4,10, 41) blockiert, insbesondere ist die Vertiefung (4, 10, 41) mit dem Sensorelement (21, 45) in radialer Richtung zu der Mittellängsachse (17) mittels der Abdeckung (5, 11, 39) mindestens teilweise ausgefüllt und/oder verschlossen.
Gelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Federeinrichtung (27, 33, 40), wobei sich die Federeinrichtung (27, 33, 40) mindestens an der Abdeckung (5, 11) und/oder dem Sensorelement (45) abstützt, insbesondere stützt sich die Federeinrichtung (27, 33, 40) an einer Innenwandung (13) und/oder an einem Boden (14) der Vertiefung (4, 10, 41) ab.
Gelenkkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (27) zwischen einem Boden (14) der Vertiefung (4) und einer dem Boden (14) der Vertiefung (4) zugewandten Seite der Abdeckung (5) angeordnet ist, vorzugsweise stützt sich die Federeinrichtung (27) einerseits am Boden (14) und andererseits an der dem Boden (14) zugewandten Seite der Abdeckung (5) ab.
Gelenkkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (40) zwischen einem Boden (14) der Vertiefung (41) und einer dem Boden (14) der Vertiefung (41) zugewandten Seite des Sensorelementes (45) angeordnet ist, vorzugsweise stützt sich die Federeinrichtung (40) einerseits am Boden (14) oder in einer nutartigen Aufnahme (46) im Boden (14) der Vertiefung (41) und andererseits an der dem Boden (14) zugewandten Seite des Sensorelementes (45) ab.
Gelenkkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (27, 40) mittels mindestens einem Elastomer (28, 29), mindestens einem Gummielement, insbesondere einem O-Ring, oder einer ringförmigen Wellfederscheibe gebildet ist.
Gelenkkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (27, 33) zwischen der Innenwandung (13) der Vertiefung (4, 10) und dem Sensorelement (21) angeordnet ist, vorzugsweise stützt sich die Federeinrichtung (33) einerseits an einem vertiefungsseitigen Vorsprung oder Rücksprung (15) der Innenwandung (13) und andererseits mittelbar oder unmittelbar an dem Sensorelement (21) ab.
Gelenkkörper nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (33) als ein, insbesondere metallener, Federring ausgebildet ist, der koaxial zu einer Mittellängsachse (17) des Gelenkkörpers (6) und/oder der Vertiefung (10) angeordnet ist und das Sensorelement (21) umringt, vorzugsweise weist der Federring an seinem Außenumfang nach außen abstehende Außenstege (36) und an seinem Innenumfang nach innen abstehende Innenstege (37) auf, insbesondere ist zwischen den Außenstegen (36) und/oder zwischen den Innenstegen (37) jeweils eine Öffnung (34) zum Durchströmen und Ausfüllen mit einem Material zum Ausbilden der Abdeckung (11) gebildet.
Gelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (11) als ein in der Vertiefung (10) hergestelltes und das Sensorelement (21) umgebendes Spritzgussteil ausgebildet ist, insbesondere ist zwischen dem Sensorelement (21) und dem Spritzgussteil eine Schutzschicht (32) zum Verhindern einer Entmagnetisierung des Sensorelements (21) beim Spritzgie-ßen der Abdeckung (11) angeordnet.
Gelenkkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5, 39) als Deckel ausgebildet ist, der zum Festsetzen des Sensorelementes (21, 45) auf das Sensorelement (21, 45) und in die Vertiefung (4, 41) gesetzt ist, wobei der Deckel (5, 39) zum Ausbilden der Formschlussverbindung (12) mittels einer Schnapp-/Rastverbindung in der Vertiefung (4, 41) gehalten ist, insbesondere ist der Deckel (5, 39) aus einem Kunststoffmaterial oder Aluminium gebildet.
Gelenkkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) zum Realisieren der Schnapp-/Rastverbindung mindestens einen Federsteg (18) aufweist, insbesondere erstreckt sich der Federsteg (18) parallel zu einer Mittellängsachse (17) des Gelenkkörpers (1) und/oder der Vertiefung (4), vorzugsweise weist der Deckel (5) zum Ausbilden des Federstegs (18) mindestens einen sich von einer Außenseite (19) des Deckels (5) nach innen erstreckenden Spalt (20) auf.
Gelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen einer von einem Boden (14) der Vertiefung (4, 10) abgewandten Oberseite (22) des Sensorelementes (21) und einer der Oberseite (22) zugewandten Innenseite (23) der Abdeckung (5, 11) ein spaltartiger Freiraum (24) ist.
Gelenkkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (21) eine gestufte Außenkontur aufweist, die mindestens teilweise formschlüssig mit der Abdeckung (5, 11) zusammenwirkt, insbesondere hat das Sensorelement (21) einen ersten Abschnitt (25) mit einem ersten Außendurchmesser und einen zweiten Abschnitt (26) mit einem zweiten Außendurchmesser, wobei der erste Außendurchmesser zum Ausbilden der gestuften Außenkontur größer als der zweite Außendurchmesser ist.
Kugelgelenk für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs und mit einem Gelenkkörper (1, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie mit einem Gelenkgehäuse, das eine Gelenkaufnahme und/oder eine Lagerschale zum gelenkbeweglichen Lagern des kugelförmigen Abschnitts (2, 7) des Gelenkkörpers (1, 6) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Gelenkkörpers (1, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder eines Kugelgelenks nach Anspruch 15, wobei in einem kugelförmigen Abschnitt (2, 7) des Gelenkkörpers (1, 6) eine Vertiefung (4, 10, 41) eingebracht wird, ein Sensorelement (21, 45) innerhalb der Vertiefung (4, 10, 41) angeordnet wird, und die Vertiefung (4, 10, 41) mittels einer Abdeckung (5, 11, 39) verschlossen wird, wobei der kugelförmige Abschnitt (2, 7) im Bereich der Vertiefung (4, 10, 41) mittels der Abdeckung (5, 11, 39) eine unterbrechungsfrei und/oder fortgesetzte kugelabschnittsförmige Außenkontur bildet, und die Abdeckung (5, 11, 39) mittels einer Formschlussverbindung (12) an dem Gelenkkörper (1, 6) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5, 39) als Deckel ausgebildet ist, der zum Festsetzen des Sensorelementes (21, 45) auf das Sensorelement (21, 45) und in die Vertiefung (4, 41) gesetzt wird, wobei der Deckel (5, 39) zum Ausbilden der Formschlussverbindung (12) mittels einer Schnapp-/Rastverbindung in der Vertiefung (4, 41) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (11) als ein in der Vertiefung (10) hergestelltes und das Sensorelement (21) umgebendes Spritzgussteil ausgebildet wird, insbesondere wird der Gelenkkörper (6) zusammen mit dem Sensorelement (21) in einem Spritzgusswerkzeug zum Spritzgießen der Abdeckung (11) angeordnet.