DE102020207193A1

DE102020207193A1 - Verschlusselement für ein Kugelgelenk in einem Fahrzeug und Kugelgelenk mit einem solchen Verschlusselement

Info

Publication number: DE102020207193A1
Application number: DE102020207193.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Koehne
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2040-06-10
Also published as: DE102020207193B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verschlusselement (2, 28, 45) für ein Kugelgelenk (1, 27, 44) in einem Fahrzeug mit einer Verschlusskomponente (3) aus Metall und mit einer Befestigungskomponente (4, 29) aus Kunststoff, wobei die Befestigungskomponente (4, 29) an der Verschlusskomponente (3) angeordnet und/oder an die Verschlusskomponente (3) angespritzt und/oder angegossen ist, und die Befestigungskomponente (4, 29) zum Anordnen einer elektronischen Komponente (6) ausgebildet ist. Um den Aufwand und/oder die Kosten zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Verschlusselement (2, 28, 45) und der elektronischen Komponente (6) zu reduzieren, ist das Verschlusselement (2, 28, 45) dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (6) mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Befestigungskomponente (4, 29) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlusselement für ein Kugelgelenk in einem Fahrzeug mit einer Verschlusskomponente aus Metall und mit einer Befestigungskomponente aus Kunststoff, wobei die Befestigungskomponente an der Verschlusskomponente angeordnet und/oder an die Verschlusskomponente angespritzt und/oder angegossen ist, und die Befestigungskomponente zum Anordnen einer elektronischen Komponente ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk mit einem solchen Verschlusselement.
Ein derartiges Verschlusselement bzw. ein derartiges Kugelgelenk ist aus der DE 10 2019 204 658 A1 bekannt. Hierbei ist die Befestigungskomponente als eine Aufnahme für die elektronische Komponente ausgebildet. Die elektronische Komponente wird in der Befestigungskomponente bzw. in der Aufnahme angeordnet. Anschließend wird ein zusätzliches bzw. separates Halteelement zum Festsetzen der elektronischen Komponente in der Aufnahme verwendet. Das Halteelement ist somit als ein separates Bauteil realisiert, das mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Aufnahme verbindbar ist. Hierdurch wird zugleich die elektronische Komponente in der Aufnahme fixiert.
Nachteilig ist hierbei, dass zum zuverlässigen Festsetzen der elektronischen Komponente in der Befestigungskomponente bzw. in der Aufnahme ein separates Bauteil notwendig ist. Die Herstellung und/oder Bereitstellung des zusätzlichen Bauteils verursacht zusätzliche Kosten.
Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verschlusselement und/oder ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Aufwand und/oder die Kosten zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Verschlusselement und der elektronischen Komponente reduziert ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Verschlusselement nach Anspruch 1 und/oder mittels eines Kugelgelenks nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Das Verschlusselement ist für ein Kugelgelenk in einem Fahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist das Verschlusselement und/oder das Kugelgelenk für ein Fahrwerkbauteil in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Somit kann das Kugelgelenk und/oder das Verschlusselement ein Bestandteil eines Fahrwerks und/oder eines Fahrwerkbauteils sein. Im Fahrzeugbau kommen Kugelgelenke auf vielfältige Weise zum Einsatz. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkbauteile oder Komponenten, wie beispielsweise Lenker, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau oder einem daran befestigten Achsträger zu verbinden.
Das Verschlusselement weist eine Verschlusskomponente aus Metall und eine Befestigungskomponente aus Kunststoff auf. Hierbei kann die Verschlusskomponente als eine Kreisscheibe oder als eine Ringscheibe ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Verschlusskomponente aus Stahl oder Aluminium gebildet. Die Befestigungskomponente kann aus einem reinen Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Die Befestigungskomponente ist an der Verschlusskomponente angeordnet oder befestigt. Insbesondere ist die Befestigungskomponente an die Verschlusskomponente angespritzt und/oder angegossen. Zwischen der Verschlusskomponente und der Befestigungskomponente kann ein Haftvermittler angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Verschlusselement in dem für die Kontaktierung mit der Befestigungskomponente vorgesehenen Bereich mittels eines Plasmaverfahrens vorbehandelt sein. Mittels eines Haftvermittlers und/oder einer Plasmabehandlung ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verschlusskomponente und der Befestigungskomponente verbessert. Insbesondere ist hierdurch die Festigkeit und/oder Belastbarkeit der stoffschlüssigen Verbindung optimiert. Aufgrund der Ausbildung des Verschlusselementes aus einer Verschlusskomponente aus Metall und einer Befestigungskomponente aus Kunststoff ist das Verschlusselement als ein Hybridbauteil realisiert.
Insbesondere ragt ein Rand der Verschlusskomponente über die Befestigungskomponente hinaus. Vorzugsweise ragt der Rand der Verschlusskomponente radial zu einem Mittelpunkt des Verschlusselementes über die Befestigungskomponente hinaus. Insbesondere ist der Rand der Verschlusskomponente zum Halten des Verschlusselementes an einem Gelenkgehäuse ausgebildet. Hierbei kann das Kugelgelenk und/oder das Fahrwerkbauteil das Gelenkgehäuse aufweisen oder bilden. Der in Bezug zu der Befestigungskomponente herausragende und/oder hinausstehende Rand der Verschlusskomponente ist vorzugsweise nicht von dem Kunststoff der Befestigungskomponente bedeckt. Somit kann der herausragende und/oder hinausstehende Rand der Verschlusskomponente in direktem Kontakt mit dem Gelenkgehäuse zum Verbinden des Verschlusselementes mit dem Gelenkgehäuse stehen. Der Rand des Verschlusselementes bzw. der Verschlusskomponente kann mit dem Gelenkgehäuse zum Halten des Verschlusselementes an dem Gelenkgehäuse, vorzugsweise unmittelbar, zusammenwirken. Insbesondere ist der Rand in einer Haltenut des Gelenkgehäuses angeordnet und/oder geklemmt. Hierbei kann die Haltenut des Gelenkgehäuses mittels einer Umformung und/oder einer Verrollung hergestellt sein. Der Rand des Verschlusselementes kann kreisförmig oder ringartig ausgebildet sein.
Die Befestigungskomponente ist zum Anordnen einer elektronischen Komponente ausgebildet. Insbesondere weist die elektronische Komponente ein Sensorelement auf. Die elektronische Komponente kann mit einem Magneten oder einer weiteren elektronischen Komponente zum Ausbilden einer Sensoreinrichtung zusammenwirken. Beispielsweise kann der Magnet oder die weitere elektronische Komponente einem Gelenkinnenteil des Kugelgelenks zugeordnet sein. Insbesondere ist ein Magnet in oder an einer Gelenkkugel des Gelenkinnenteils angeordnet. Mittels einer solchen Sensoreinrichtung kann beispielsweise die Lage des Gelenkinnenteils in dem Kugelgelenk und/oder in Bezug zum Gelenkgehäuse bestimmt werden. Eine entsprechende Sensoreinrichtung kann als eine Winkelsensoreinrichtung ausgebildet sein.
Die elektronische Komponente ist mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Befestigungskomponente verbunden. Insbesondere ist die elektronische Komponente selbst mittels der Rast- und/oder Schnappverbindung an der Befestigungskomponente festgesetzt.
Hierbei ist von Vorteil, dass auf ein zusätzliches bzw. separates Bauteil zum Festsetzen der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente verzichtet werden kann. Stattdessen wird die elektronische Komponente selbst und/oder unmittelbar mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Befestigungskomponente verbunden. Hierdurch kann die Teileanzahl und der Montageaufwand reduziert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die elektronische Komponente ein Gehäuse auf. Hierbei ist das Gehäuse selbst mittels der Rast- und/oder Schnappverbindung an der Befestigungskomponente gehalten. Ein separates Bauteil zum Fixieren der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente ist somit verzichtbar. Insbesondere ist innerhalb des Gehäuses ein erstes Sensorelement angeordnet. Das erste Sensorelement kann beispielsweise als ein Magnetfeld empfindlicher Sensor oder als ein Hall-Sensor ausgebildet sein. Insbesondere ist das Gehäuse der elektronischen Komponente aus einem Kunststoff gebildet. Die Befestigungskomponente und das Gehäuse können aus demselben Kunststoff oder aus verschiedenen Kunststoffen gebildet sein.
Vorzugsweise weist die Befestigungskomponente mindestens einen Rastabschnitt auf. Insbesondere weist die elektronische Komponente oder ein Gehäuse der elektronischen Komponente mindestens einen Schnappabschnitt auf. Hierbei sind der mindestens eine Rastabschnitt der Befestigungskomponente und der mindestens eine Schnappabschnitt der elektronischen Komponenten zum Ausbilden der Rast- und/oder Schnappverbindung korrespondierend zueinander ausgebildet. Insbesondere kann die elektronische Komponente werkzeuglos an der Befestigungskomponente befestigt werden. Vorzugsweise ergibt sich aufgrund der Rast- und/oder Schnappverbindung eine solche Verbindung zwischen der Befestigungskomponente und der elektronischen Komponente, so dass eine Relativbewegung der elektronischen Komponente in Bezug zur Befestigungskomponente verhindert oder blockiert ist. Insbesondere ist der Rastabschnitt und/oder der Schnappabschnitt einstückig mit der Befestigungskomponente und/oder der elektronischen Komponente, insbesondere einem Gehäuse der elektronischen Komponente, ausgebildet.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Nut oder ist mindestens ein Steg im Bereich oder in einem Abschnitt eines Außenumfangs der Befestigungskomponente gebildet. Hiernach greift in die Nut der Befestigungskomponente ein Steg der elektronischen Komponente oder der Steg der Befestigungskomponente in eine Nut der elektronischen Komponente, insbesondere eines Gehäuses der elektronischen Komponente, formschlüssig ein. Hierbei kann die Nut vollständig in der Befestigungskomponente oder im Gehäuse der elektronischen Komponente ausgebildet sein. Alternativ kann sich die Nut aufgrund eines Zusammenwirkens eines Abschnitts der Befestigungskomponente mit einem Abschnitt der Verschlusskomponente oder eines Abschnitts des Gehäuses und eines Abschnitts der Verschlusskomponente ergeben. Vorzugsweise ist aufgrund des Zusammenwirkens von Nut und Steg die Schnapp- und/oder Rastverbindung realisiert.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Befestigungskomponente mehrere ringartige zueinander angeordnete und voneinander beabstandete Rastabschnitte auf. Insbesondere sind die Rastabschnitte als Rastnasen ausgebildet. Die Rastabschnitte können regelmäßig oder gleichmäßig am Außenumfang der Befestigungskomponente angeordnet sein. Des Weiteren sind die Rastabschnitte radial zu einem Mittelpunkt des Verschlusselementes oder der Befestigungskomponente nach außen gerichtet. Zwischen der Verschlusskomponente und dem jeweiligen Rastabschnitt ist jeweils eine Nut gebildet. Ein radial nach innen gerichteter ringartiger Steg eines Gehäuses der elektronischen Komponente greift zum Ausbilden der Schnapp- und/oder Rastverbindung formschlüssig in die Nuten ein. Zum Montieren der elektronischen Komponente bzw. des Gehäuses an der Befestigungskomponente kann die elektronische Komponente in axialer Richtung einer Mittellängsachse des Kugelgelenks auf die Befestigungskomponente gedrückt werden. Hierbei verformen sich die Rastabschnitte elastisch bis der ringartige, insbesondere kreisringartige, Steg des Gehäuses in die Nuten einschnappt. Insbesondere liegt eine der Verschlusskomponente zugewandte Stirnfläche der elektronischen Komponente, vorzugsweise des Gehäuses der elektronischen Komponente, an einer Seitenfläche der Verschlusskomponente an.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Befestigungskomponente einen Ausrichtabschnitt zum gerichteten Anordnen der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente auf. Insbesondere ist mittels des Ausrichtabschnittes eine einzige Ausrichtung der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente und in Bezug zu der Befestigungskomponente vorgegeben. Somit ist mittels des Ausrichtabschnittes eine bestimmte Lage der elektronischen Komponente in Bezug zur Befestigungskomponente und/oder zum Gelenkinnenteil vorgegeben. Insbesondere wirkt der Ausrichtabschnitt mit einem korrespondierend ausgebildeten Montageabschnitt der elektronischen Komponente, vorzugsweise eines Gehäuses der elektronischen Komponente, zusammen. Hierbei können der Ausrichtabschnitt der Befestigungskomponente und der Montageabschnitt der elektronischen Komponente formschlüssig miteinander zusammenwirken.
Der Ausrichtabschnitt kann mittels mindestens eines Ausschnittes in der Befestigungskomponente ausgebildet sein. In den Ausschnitt kann ein korrespondierend ausgebildeter Montageabschnitt der elektronischen Komponente aufgenommen werden. Alternativ kann der Ausrichtabschnitt zwei einander gegenüberliegende Ausschnitte in der Befestigungskomponente aufweisen. Insbesondere sind die beiden einander gegenüberliegenden Ausschnitte an zwei voneinander abgewandten Seiten der Befestigungskomponente ausgebildet. Hierbei kann der Montageabschnitt der elektronischen Komponente derart ausgebildet sein, dass dieser zum Anordnen der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente in beiden Ausschnitten aufgenommen wird.
Alternativ kann der Ausrichtabschnitt mittels mindestens einer am Außenumfang der Befestigungskomponente angeordneten Erhebung ausgebildet sein. Insbesondere ist die Erhebung als ein Vorsprung oder eine Nase ausgebildet. Der korrespondierend hierzu ausgebildete Montageabschnitt kann eine Kontur aufweisen, die beim Anordnen der elektronischen Komponente an der Befestigungskomponente die Erhebung aufnimmt und/oder mindestens teilweise formschlüssig umgreift.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist aufgrund des Zusammenwirkens von Nut und Steg eine Gleitführung realisiert. Insbesondere ist die elektronische Komponente beim Anordnen bzw. während des Anordnens an der Befestigungskomponente mittels der Gleitführung in eine Endposition führbar oder geführt. Vorzugsweise ist die elektronische Komponente in der Endposition mittels der Schnapp- und/oder Rastverbindung gesichert. Insbesondere ergibt sich bereits aufgrund der Gleitführung eine Blockierung zum Verhindern einer Verdrehung und/oder Rotation der elektronischen Komponente in Bezug zu der Befestigungskomponente. Mittels der Schnapp- und/oder Rastverbindung ist die elektronische Komponente zuverlässig in der Endposition gehalten. Hierdurch ist eine unerwünschte lineare Bewegung der elektronischen Komponente in der Gleitführung nach Erreichen der Endposition verhindert.
Vorzugsweise weist die Befestigungskomponente zwei parallel zueinander angeordnete Nuten oder Stege auf. Die Nuten oder Stege wirken zum Realisieren einer formschlüssigen Gleitführung mit zwei parallel zueinander angeordneten Stegen oder Nuten der elektronischen Komponente, insbesondere eines Gehäuses der elektronischen Komponente, zusammen. An einem Ende der Stege und Nuten sind korrespondierend zueinander ausgebildete Rastabschnitte und Schnappabschnitte zum Ausbilden der Schnapp- und/oder Rastverbindung in der Endposition ausgebildet.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Befestigungskomponente, insbesondere in einer Draufsicht, eine U-Form-artige Außenkontur auf. Insbesondere weist die elektronische Komponente, vorzugsweise ein Gehäuse der elektronischen Komponente, mindestens einen korrespondierend zur Außenkontur der Befestigungskomponente ausgebildeten Innenkonturabschnitt zum Ausbilden eines Formschlusses zwischen der Befestigungskomponente und der elektronischen Komponente in der Endposition auf. Somit liegt in der Endposition ein U-Form-artiger Innenkonturabschnitt der elektronischen Komponente an der U-Form-artigen Außenkontur der Befestigungskomponente an. Hierdurch ergibt sich zwischen der elektronischen Komponente und der Befestigungskomponente ein zusätzlicher Formschluss. Insbesondere ergibt sich aufgrund des Zusammenwirkens der U-Form-artigen Konturen eine Blockierung zum Verhindern einer Verdrehung und/oder Rotation der elektronischen Komponente in Bezug zu der Befestigungskomponente.
Nach einer weiteren Ausführungsform bildet die Befestigungskomponente einen Innenraum. Die elektronische Komponente kann mindestens teilweise in den Innenraum der Befestigungskomponente hineinragen. Insbesondere füllt die elektronische Komponente und/oder ein Gehäuse der elektronischen Komponenten den Innenraum der Befestigungskomponente mindestens teilweise oder vollständig formschlüssig aus. Vorzugsweise ist ein innerhalb eines Gehäuses der elektronischen Komponente angeordnetes erstes Sensorelement innerhalb des Innenraums angeordnet. Hierdurch kann das Sensorelement räumlich näher an das Gelenkinnenteil und/oder an einen am Gelenkinnenteil angeordneten Magnet positioniert werden. Hierdurch kann eine Signalqualität der elektronischen Komponente verbessert werden. Zudem ergibt sich die Möglichkeit eines zusätzlichen Formschlusses zwischen der Befestigungskomponente und der elektronischen Komponente.
Von besonderem Vorteil ist ein Kugelgelenk mit einem erfindungsgemäßen Verschlusselement. Insbesondere weist das Kugelgelenk ein Gelenkgehäuse auf. Hierbei ist das Verschlusselement in dem Gelenkgehäuse festgesetzt. Vorzugsweise ist das Gelenkgehäuse mittels des Verschlusselementes verschlossen. Des Weiteren weist das Kugelgelenk ein Gelenkinnenteil auf, das beweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert ist. Hierbei kann zwischen dem Gelenkgehäuse und dem Gelenkinnenteil eine Gelenkschale angeordnet sein. Das Gelenkinnenteil kann als ein Kugelzapfen oder eine Kugelhülse ausgebildet sein. Ein Zapfenabschnitt des Gelenkinnenteils kann aus dem Gelenkgehäuse herausragen. Des Weiteren kann das Gelenkgehäuse wenigstens einseitig offen ausgebildet sein. Insbesondere ist das Gelenkgehäuse auf einer von dem Verschlusselement abgewandten Seite offen ausgebildet. Somit kann sich ein Zapfenabschnitt des Gelenkinnenteils aus einer von dem Verschlusselement abgewandten Seite aus dem Gelenkgehäuse heraus erstrecken.
Vorzugsweise weist das Kugelgelenk eine Gelenkachse und/oder eine Mittellängsachse auf, um die das Kugelgelenk und/oder das Gelenkinnenteils bewegbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse in axialer Richtung des Gelenkgehäuses. Insbesondere ist das Kugelgelenk und/oder das Gelenkinnenteil rotationssymmetrisch in Bezug zu der Gelenkachse und/oder der Mittellängsachse ausgebildet. Die Gelenkachse und/oder die Mittellängsachse kann durch einen Mittelpunkt einer Gelenkkugel des Gelenkinnenteils verlaufen. Insbesondere ist das Gelenkinnenteil drehbar und/oder kippbar in dem Gelenkgehäuse und/oder in der Gelenkschale gelagert.
Vorzugsweise ist unter einer bewegbaren und/oder gelenkigen Lagerung des Gelenkinnenteils in dem Gelenkgehäuse und/oder in der Gelenkschale eine Schwenkbeweglichkeit, Kippbeweglichkeit und/oder Drehbeweglichkeit zu verstehen.
Vorzugsweise ist das Kugelgelenk gemäß den im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verschlusselement erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann das hier beschriebene Verschlusselement gemäß den im Zusammenhang mit dem Kugelgelenk 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:

1 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einem ersten erfindungsgemäßen Verschlusselement,
2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Verschlusselement gemäß 1 ohne elektronische Komponente,
3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einem erfindungsgemäßen zweiten Verschlusselement,
4 eine geschnittene Draufsicht auf das erfindungsgemäße zweite Verschlusselement, und
5 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einem erfindungsgemäßen weiteren Verschlusselement.

1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 1 mit einem ersten erfindungsgemäßen Verschlusselement 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement 2 als ein Verschlussdeckel ausgebildet. Das Verschlusselement 2 weist eine Verschlusskomponente 3 und eine Befestigungskomponente 4 auf. Die Verschlusskomponente 3 ist aus einem Metall und die Befestigungskomponente 4 aus einem Kunststoff gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Befestigungskomponente 4 auf einer Seitenfläche bzw. auf eine Seite 5 der Verschlusskomponente 3 angespritzt. Hierbei ist die Befestigungskomponente 4 stoffschlüssig mit der Seite 5 der Verschlusskomponente 3 verbunden. Zur Verbesserung der stoffschlüssigen Verbindung kann ein Haftvermittler eingesetzt werden oder vor dem Anspritzen der Befestigungskomponente 4 eine Plasmavorbehandlung des zur Kontaktierung mit dem Kunststoff zum Ausbilden der Befestigungskomponente 4 vorgesehenen Teilbereichs der Seite 5 erfolgt sein.
Mittels der Befestigungskomponente 4 kann eine elektronische Komponente 6 mit dem Verschlusselement 2 mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung verbunden werden. Die elektronische Komponente 6 weist ein Gehäuse 7 auf. Innerhalb des Gehäuses 7 ist ein erstes Sensorelement 8 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Sensorelement 8 als ein Hall-Sensor ausgebildet. Das Gehäuse 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet. Beispielsweise ist das Gehäuse 7 aus einem Kunststoff spritzgegossen.
Zum Herstellen der Rast- und/oder Schnappverbindung zwischen der elektronischen Komponente 6 und der Befestigungskomponente 4 wird die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 7 aus der hier dargestellten Position in axialer Richtung zu der Mittellängsachse 9 des Kugelgelenks 1 auf die Befestigungskomponente 4 gedrückt. Die Befestigungskomponente 4 weist bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Rastabschnitte 10 auf. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Rastabschnitte 10 mit einem Bezugszeichen versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Rastabschnitte 10 in der Gestalt von Rastnasen ausgebildet. Die Rastabschnitte 10 sind radial zur Mittellängsachse 9 nach außen gerichtet. Hierbei ist zwischen der Verschlusskomponente 3 bzw. der Seite 5 der Verschlusskomponente 3 und den Rastabschnitten 10 jeweils eine Nut 11 gebildet. Die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 7 weist einen radial zur Mittellängsachse 9 nach innen gerichteten ringartigen Steg 12 auf. Die Rastabschnitte 10 sind als einstückiger Bestandteil der Befestigungskomponente 4 ausgebildet. Nach dem Aufdrücken der elektronischen Komponente 6 bzw. des Gehäuses 7 auf die Befestigungskomponente 4 greift der Steg 12 zum Ausbilden der Schnapp- und/oder Rastverbindung formschlüssig in die Nuten 11 ein. Somit realisiert der Steg 12 einen Schnappabschnitt 13 der elektronischen Komponente 6 bzw. des Gehäuses 7. Der Schnappabschnitt 13 ist als ein einstückiger Bestandteil des Gehäuses 7 ausgebildet. Das Gehäuse 7 hat einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 7 zudem einen Montageabschnitt 14 auf. Der Montageabschnitt 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein radial nach innen gerichteter Vorsprung ausgebildet. Die Befestigungskomponente 4 weist einen korrespondierend zu dem Montageabschnitt 14 ausgebildeten Ausrichtabschnitt 15 auf. Der Ausrichtabschnitt 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Ausschnitt am Außenumfang der Befestigungskomponente 4 ausgebildet. Der Montageabschnitt 14 und der Ausrichtabschnitt 15 bewirken eine gerichtete Anordnung der elektronischen Komponente 6 bzw. des Gehäuses 7 in Bezug zu der Befestigungskomponente 4.
Die Verschlusskomponente 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel kreisscheibenartig ausgebildet. Die Verschlusskomponente 3 weist einen Rand 16 auf. Der Rand 16 ragt radial zur Mittellängsachse 9 über die Befestigungskomponente 4 nach außen hinaus. Mit anderen Worten ist ein Außendurchmesser der Verschlusskomponente 3 größer als ein Außendurchmesser der Befestigungskomponente 4. Hierbei ist die Befestigungskomponente 4 mittig zur Verschlusskomponente 3 an dieser angeordnet. Der Rand 16 ist in einer Nut 17 eines Gelenkgehäuses 18 festgesetzt bzw. geklemmt. In dem Gelenkgehäuse 18 ist ein Gelenkinnenteil 19 gelenkbeweglich gelagert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kugelgelenk 1 als ein Kugelzapfengelenk und das Gelenkinnenteil 19 als ein Kugelzapfen ausgebildet. Entsprechend weist das Gelenkinnenteil eine Gelenkkugel 20 und einen Gelenkzapfen 21 auf. Das Gelenkinnenteil 19 erstreckt sich durch eine Öffnung 22 des Gelenkgehäuses 18 nach außen hinaus. Die Öffnung 22 ist auf einer von dem Verschlusselement 2 abgewandten Seite des Gelenkgehäuses 18 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gelenkkugel 20 gelenkbeweglich in einer Gelenkschale 23 gelagert. Die Gelenkschale 23 ist aus einem Kunststoff gebildet und zwischen der Gelenkkugel 20 und dem Gelenkgehäuse 18 angeordnet.
Mittels des Verschlusselementes 2 ist eine Montageöffnung 24 des Gelenkgehäuses 18 verschlossen. Die Montageöffnung 24 ist auf einer von der Öffnung 22 abgewandten Seite des Gelenkgehäuses 18 angeordnet. Durch die Montageöffnung 24 kann das Gelenkinnenteil 19 bzw. die Gelenkkugel 20 und die Gelenkschale 23 innerhalb des Gelenkgehäuses 18 angeordnet werden.
Die Gelenkkugel 20 weist bei diesem Ausführungsbeispiel ein weiteres Sensorelement 25 auf. Das weitere Sensorelement 25 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Magnet realisiert. Das erste Sensorelement 8 der elektronischen Komponente 6 und das weitere Sensorelement 25 wirken zum Ausbilden einer Sensoreinrichtung zusammen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung als eine Winkelsensoreinrichtung zum Bestimmen einer Winkellage des Gelenkinnenteils 19 in Bezug zum Gelenkgehäuse 18 bzw. zur Mittellängsachse 9 ausgebildet.
2 zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Verschlusselement 2 gemäß 1 ohne elektronische Komponente 6. Gut zu erkennen ist die kreisscheibenartige Ausbildung der Verschlusskomponente 3. Die Befestigungskomponente 4 ist mittig an bzw. auf der Seite 5 der Verschlusskomponente 3 angeordnet. Die Rastabschnitte 10 der Befestigungskomponente 4 sind ringartig zueinander angeordnet und voneinander beabstandet. Hierbei sind die Rastabschnitte 10 radial zu einem Mittelpunkt 26 des Verschlusselementes 2 nach außen gerichtet. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Rastabschnitte 10 mit einem Bezugszeichen versehen.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 27 mit einem erfindungsgemäßen zweiten Verschlusselement 28. Das Kugelgelenk 27 ist ähnlich dem Kugelgelenk 1 gemäß 1 ausgebildet. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Verschlusselement 28 weist wieder eine Verschlusskomponente 3 auf. Des Weiteren weist das Verschlusselement 28 eine Befestigungskomponente 29 auf. Die Befestigungskomponente 29 ist aus einem Kunststoff gebildet und bei diesem Ausführungsbeispiel auf die Seite 5 der Verschlusskomponente 3 angespritzt.
Die elektronische Komponente 6 ist mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Befestigungskomponente 29 verbunden. Die elektronische Komponente 6 weist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 30 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der elektronischen Komponente 6 bzw. dem Gehäuse 30 und der Befestigungskomponente 29 zusätzlich zu einer Rast- und/oder Schnappverbindung eine Gleitführung 31 realisiert. Zum Ausbilden der Gleitführung 31 weist die Befestigungskomponente 29 bei diesem Ausführungsbeispiel zwei parallel zueinander ausgerichtete und sich geradlinig erstreckende Nuten 32, 33 auf.
Des Weiteren weist die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 30 zum Ausbilden der Gleitführung 31 zwei nach innen gerichtete und parallel zueinander ausgerichtete und sich geradlinig erstreckende Stege 34, 35 auf. Hierbei greift der Steg 34 in die Nut 32 und der Steg 35 in die Nut 33 formschlüssig ein. Die Nuten 32, 33 sind an einer Außenseite einer strangartigen Erhebung 36 bzw. 37 ausgebildet. Zwischen den strangartigen Erhebungen 36, 37 der Befestigungskomponente 29 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein freier Innenraum 38 gebildet.
4 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf das erfindungsgemäße zweite Verschlusselement 28 gemäß 3. Gut zu erkennen sind die parallel zueinander angeordneten strangartigen Erhebungen 36, 37. Insgesamt weist die Befestigungskomponente 29 in der hier dargestellten Draufsicht eine U-Form-artige Außenkontur auf. Des Weiteren weist die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 30 der elektronischen Komponente 6 einen in der hier dargestellten Draufsicht und im Querschnitt korrespondierend zur Außenkontur der Befestigungskomponente 29 ausgebildeten Innenkonturabschnitt zum Ausbilden eines Formschlusses zwischen der Befestigungskomponente 29 und der elektronischen Komponente 6 bzw. des Gehäuses 30 auf.
Die elektronische Komponente 6 bzw. das Gehäuse 30 ist hier in einer Endposition bzw. in einer endmontierten Lage an der Befestigungskomponente 29 gezeigt. Zum Montieren der elektronischen Komponente 6 wird das Gehäuse 30 gemäß Pfeil 39 und mit Schnappabschnitten 40, 41 voran in die Befestigungskomponente 29 eingeführt. Hierbei greifen gemäß 3 die Stege 34, 35 in die Nuten 32, 33 ein, wodurch die Gleitführung 31 realisiert ist. Das Gehäuse 30 wird soweit gemäß Pfeil 39 in die Befestigungskomponente 29 eingeschoben, bis eine Endposition erreicht ist, in der die Schnappabschnitte 40, 41 des Gehäuses 30 zum Ausbilden einer Schnapp- und/oder Rastverbindung mit Rastabschnitten 42, 43 der Befestigungskomponente 29 zusammenwirken. Die Rastabschnitte 42, 43 sind als einstückige Bestandteile der Befestigungskomponente 29 und die Schnappabschnitte 40, 41 sind als einstückige Bestandteile des Gehäuses 30 ausgebildet.
5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks 44 mit einem erfindungsgemäßen weiteren Verschlusselement 45. Das Kugelgelenk 44 entspricht weitgehend dem Kugelgelenk 27 gemäß 3. Auch das Verschlusselement 45 entspricht weitgehend dem Verschlusselement 28 gemäß 3. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zu dem Verschlusselement 28 ist bei dem hier dargestellten Verschlusselement 45 der Innenraum 38 der Befestigungskomponente 29 zumindest teilweise mittels der elektronischen Komponente 6 bzw. mittels des Gehäuses 30 ausgefüllt. Hierbei ist das innerhalb des Gehäuses 30 angeordnete erste Sensorelement 8 innerhalb des Innenraums 38 angeordnet. Hierdurch kann das erste Sensorelement 8 näher an das weitere Sensorelement 25 heranrücken. Zudem ist durch das Hineinragen des Gehäuses 30 in den Innenraum 38 ein zusätzlicher Formschluss zwischen dem Gehäuse 30 und der Befestigungskomponente 29 realisierbar.
Bezugszeichenliste

1: Kugelgelenk
2: Verschlusselement
3: Verschlusskomponente
4: Befestigungskomponente
5: Seite
6: elektronische Komponente
7: Gehäuse
8: Sensorelement
9: Mittellängsachse
10: Rastabschnitt
11: Nut
12: Steg
13: Schnappabschnitt
14: Montageabschnitt
15: Ausrichtabschnitt
16: Rand
17: Nut
18: Gelenkgehäuse
19: Gelenkinnenteil
20: Gelenkkugel
21: Gelenkzapfen
22: Öffnung
23: Gelenkschale
24: Montageöffnung
25: weiteres Sensorelement
26: Mittelpunkt
27: Kugelgelenk
28: Verschlusselement
29: Befestigungskomponente
30: Gehäuse
31: Gleitführung
32: Nut
33: Nut
34: Steg
35: Steg
36: strangartige Erhebung
37: strangartige Erhebung
38: Innenraum
39: Pfeil
40: Schnappabschnitt
41: Schnappabschnitt
42: Rastabschnitt
43: Rastabschnitt
44: Kugelgelenk
45: Verschlusselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019204658 A1 [0002]

Claims

Verschlusselement für ein Kugelgelenk (1, 27, 44) in einem Fahrzeug mit einer Verschlusskomponente (3) aus Metall und mit einer Befestigungskomponente (4, 29) aus Kunststoff, wobei die Befestigungskomponente (4, 29) an der Verschlusskomponente (3) angeordnet und/oder an die Verschlusskomponente (3) angespritzt und/oder angegossen ist, und die Befestigungskomponente (4, 29) zum Anordnen einer elektronischen Komponente (6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (6) mittels einer Rast- und/oder Schnappverbindung mit der Befestigungskomponente (4, 29) verbunden ist.
Verschlusselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (6) ein Gehäuse (7, 30) aufweist und das Gehäuse (7, 30) selbst mittels der Rast- und/oder Schnappverbindung an der Befestigungskomponente (4, 29) gehalten ist, insbesondere ist innerhalb des Gehäuses (7, 30) ein erstes Sensorelement (8) angeordnet und/oder ist das Gehäuse (7, 30) aus einem Kunststoff gebildet.
Verschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4, 29) mindestens einen Rastabschnitt (10, 42, 43) und die elektronische Komponente (6), insbesondere ein Gehäuse (7, 30) der elektronischen Komponente (6), mindestens einen Schnappabschnitt (13, 40, 41) aufweist, wobei der Rastabschnitt (10, 42, 43) und der Schnappabschnitt (13, 40, 41) zum Ausbilden der Rast- und/oder Schnappverbindung korrespondierend zueinander ausgebildet sind.
Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nut (11, 32, 33) oder mindestens ein Steg (12, 34, 35) im Bereich oder in einem Abschnitt eines Außenumfangs der Befestigungskomponente (4, 29) gebildet ist, wobei in die Nut (11, 32, 33) ein Steg (12, 34, 35) der elektronischen Komponente (6) oder der Steg (12, 34, 45) in eine Nut (11, 32, 33) der elektronischen Komponente (6), insbesondere eines Gehäuses (7, 30) der elektronischen Komponente (6), formschlüssig eingreift.
Verschlusselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Zusammenwirkens von Nut (11) und Steg (12) die Schnapp- und/oder Rastverbindung realisiert ist.
Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4) mehrere ringartig zueinander angeordnete und voneinander beabstandete Rastabschnitte (10) aufweist, die radial zu einem Mittelpunkt (26) des Verschlusselementes (2) nach außen gerichtet sind und zwischen der Verschlusskomponente (3) und den Rastabschnitten (10) jeweils eine Nut (11) gebildet ist, wobei ein radial nach innen gerichteter ringartiger Steg (12) eines Gehäuses (7) der elektronischen Komponente (6) zum Ausbilden der Schnapp- und/oder Rastverbindung formschlüssig in die Nuten (11) eingreift.
Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4) einen Ausrichtabschnitt (15) zum gerichteten Anordnen der elektronischen Komponente (6) an der Befestigungskomponente (4) aufweist, wobei der Ausrichtabschnitt (15) mit einem korrespondierend ausgebildeten Montageabschnitt (14) der elektronischen Komponente (6), insbesondere eines Gehäuses (7) der elektronischen Komponente (6), zusammenwirkt.
Verschlusselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Zusammenwirkens von Nut (32, 33) und Steg (34, 35) eine Gleitführung (31) realisiert ist, wobei die elektronische Komponente (6) beim Anordnen an der Befestigungskomponente (29) mittels der Gleitführung (31) in eine Endposition geführt ist und die elektronische Komponente (6) in der Endposition mittels der Schnapp- und/oder Rastverbindung gesichert ist.
Verschlusselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (29) zwei parallel zueinander angeordnete Nuten (32, 33) oder Stege (34, 35) aufweist, die zum Realisieren einer formschlüssigen Gleitführung (31) mit zwei parallel zueinander angeordneten Stegen (34, 35) oder Nuten (32, 33) der elektronischen Komponente (6), insbesondere eines Gehäuses (30) der elektronischen Komponente (6), zusammenwirken, wobei an einem Ende der Stege (34, 35) und Nuten (32, 33) korrespondierend zueinander ausgebildete Rastabschnitte (42, 43) und Schnappabschnitte (40, 41) zum Ausbilden der Schnapp- und/oder Rastverbindung in der Endposition ausgebildet sind.
Verschlusselement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (29) eine U-Form-artige Außenkontur aufweist, wobei die elektronische Komponente (6), insbesondere ein Gehäuse (30) der elektronischen Komponente (6), mindestens einen korrespondierend zur Außenkontur der Befestigungskomponente (29) ausgebildeten Innenkonturabschnitt zum Ausbilden eines Formschlusses zwischen der Befestigungskomponente (29) und der elektronischen Komponente (6) in der Endposition aufweist.
Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4, 29) einen Innenraum (38) bildet und die elektronische Komponente (6) mindestens teilweise in den Innenraum (38) hineinragt oder die elektronische Komponente (6) den Innenraum (38) formschlüssig ausfüllt, insbesondere ist ein innerhalb eines Gehäuses (7, 30) der elektronischen Komponente (6) angeordnetes erstes Sensorelement (8) innerhalb des Innenraums (38) angeordnet.
Kugelgelenk mit einem Verschlusselement (2, 28, 45) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gelenkgehäuse (28), wobei das Verschlusselement (2, 28, 45) in dem Gelenkgehäuse (28) festgesetzt ist, und mit einem Gelenkinnenteil (19), das beweglich in dem Gelenkgehäuse (28) gelagert ist, wobei die Befestigungskomponente (4, 29) auf einer von dem Gelenkinnenteil (19) abgewandten Seite (5) der Verschlusskomponente (2, 28, 45) angeordnet ist.