DE10308809B4 - ball joint - Google Patents

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Abstract

Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs, mit:
– einem eine Gelenköffnung aufweisenden Kugelgelenkgehäuse (1), in dem eine aus einem isolierenden Material hergestellte Lagerschale (5) angeordnet ist,
– einem aus einem elektrisch leitenden Material hergestellten, eine Gelenkkugel (2) und einen Zapfen (3) aufweisenden Kugelzapfen (4), der mit seiner Gelenkkugel (2) in der Lagerschale (5) drehbar und schwenkbar gelagert ist und mit seinem Zapfen (3) durch die Gelenköffnung hindurch aus dem Kugelgelenkgehäuse (1) herausragt,
wobei in der Wandung der Lagerschale (5) eine Elektrode (14) im Abstand zu der Gelenkkugel (2) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Wandung zwischen Gelenkkugel (2) und Kugelgelenkgehäuse (1) wenigstens zwei hintereinanderliegende Schichten (12, 13) aufweist, zwischen denen die Elektrode (14) angeordnet und vollständig umschlossen ist.Ball joint for a motor vehicle, in particular for the chassis of the motor vehicle, comprising:
A ball joint housing (1) having a joint opening, in which a bearing shell (5) made of an insulating material is arranged,
- A made of an electrically conductive material, a ball joint (2) and a pin (3) having ball pin (4) which is rotatably and pivotally mounted with its ball joint (2) in the bearing shell (5) and with its pin (3 ) protrudes through the hinge opening out of the ball joint housing (1),
wherein in the wall of the bearing shell (5) an electrode (14) is arranged at a distance from the joint ball (2),
characterized in that
- The wall between the ball joint (2) and ball joint housing (1) at least two successive layers (12, 13), between which the electrode (14) is arranged and completely enclosed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs mit einem eine Gelenköffnung aufweisenden Kugelgelenkgehäuse, in dem eine aus einem isolierenden Material hergestellte Lagerschale angeordnet ist, und einem aus einem elektrisch leitenden Material hergestellten, eine Gelenkkugel und einen Zapfen aufweisenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel in der Lagerschale drehbar und schwenkbar gelagert ist und mit seinem Zapfen durch die Gelenköffnung hindurch aus dem Kugelgelenkgehäuse herausragt.The The present invention relates to a ball joint for a motor vehicle, in particular for the chassis of the motor vehicle with a joint opening having a ball joint housing, in a bearing shell made of an insulating material is arranged, and one of an electrically conductive material manufactured, a ball joint and a pin having ball pin, the rotatable and pivotable with its ball joint in the bearing shell is mounted and with its pin through the joint opening therethrough from the ball joint housing protrudes.

Ein derartiges Kugelgelenk ist in der deutschen Patentanmeldung DE 100 09 054 A1 beschrieben, wobei das aus elektrisch leitendem Material hergestellte Kugelgelenkgehäuse und der Kugelzapfen über elektrische Leitungen mit einer Auswerteeinheit verbunden sind, mittels der ein übermäßiger Verschleiß der Lagerschale erfasst werden kann, der durch den unmittelbaren Kontakt der Gelenkkugel mit dem Kugelgelenkgehäuse gekennzeichnet ist.Such a ball joint is in the German patent application DE 100 09 054 A1 described, wherein the ball joint housing made of electrically conductive material and the ball stud are connected via electrical lines to an evaluation unit, by means of which an excessive wear of the bearing shell can be detected, which is characterized by the direct contact of the ball joint with the ball joint housing.

Aus der DE 195 46 084 C1 ist ein Kugelgelenk, z. B. für die Aufhängung eines Vorderrads eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei ein Kugelzapfen mit einem Kugelkopf unter Zwischenschaltung einer Lagerschale in einem Lagergehäuse angeordnet ist. Der Kugelzapfen und das Lagergehäuse sind aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, wohingegen die Lagerschale aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Kunststoff gefertigt ist. Zur Verschleißmessung wird zwischen Kugelzapfen und Lagergehäuse eine Spannung angelegt und der fließende Strom gemessen.From the DE 195 46 084 C1 is a ball joint, z. B. for the suspension of a front wheel of a motor vehicle, wherein a ball stud is arranged with a ball head with the interposition of a bearing shell in a bearing housing. The ball stud and the bearing housing are made of a metallic material, whereas the bearing shell is made of a plastic non-conductive plastic. To measure wear, a voltage is applied between the ball stud and the bearing housing and the flowing current is measured.

Ferner ist aus der JP 56006911 A ein Kugelgelenk, z. B. für die Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, bekannt, wobei ein Kugelzapfen mit einer Gelenkkugel unter Zwischenschaltung einer Lagerschale in einem Gelenkgehäuse angeordnet ist. Das Gelenkgehäuse ist aus einem metallischem Werkstoffhergestellt, wohingegen die Lagerschale aus einem isolierenden Kunststoff gefertigt ist. In der Lagerschale ist eine Elektrode aus Kupfer eingebettet, welche sich zunächst nicht bis zur inneren Oberfläche der Lagerschale hin erstreckt und in elektrischem Kontakt mit dem Gelenkgehäuse steht, welches über eine elektrische Leitung unter Zwischenschaltung eines Meldegeräts mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Wenn die Lagerschale verschlissen ist, gelangt die Elektrode in unmittelbaren Kontakt mit der Gelenkkugel des mit Masse verbundenen Kugelzapfens, woraufhin das Meldegerät aktiviert wird.Furthermore, from the JP 56006911 A a ball joint, z. B. for the steering device of a motor vehicle, known, wherein a ball pin is arranged with a ball joint with the interposition of a bearing shell in a joint housing. The joint housing is made of a metallic material, whereas the bearing shell is made of an insulating plastic. In the bearing shell, an electrode made of copper is embedded, which initially does not extend to the inner surface of the bearing shell and is in electrical contact with the joint housing, which is connected via an electrical line with the interposition of a signaling device with a voltage source. If the bearing shell is worn, the electrode comes into direct contact with the ball joint of the ball connected to ground, whereupon the signaling device is activated.

In Kugelgelenken für Kraftfahrzeuge werden regelmäßig Fette verwendet, die z. B. mit Graphit oder mit Molybdän versetzt und somit elektrisch leitfähig sind. Ferner können Verunreinigungen einschließlich Wasser in das Kugelgelenk eindringen, welche ebenfalls leitfähig sind. Somit ist es möglich, dass diese Stoffe zwischen Elektrode und Gelenkkugel z. B. eines Kugelgelenks nach der JP 56006911 A geraten und dort einen elektrischen Übergangswiderstand ausbilden, der wegen des kurzen Abstands von Elektrode und Gelenkkugel einen relativ geringen Widerstandswert aufweist. Wenn aber ein elektrischer Strom zwischen Elektrode und Gelenkkugel fließen kann, obwohl die Lagerschale noch keinen unmittelbaren Kontakt von Elektrode und Gelenkkugel zulässt, also der Verschleißzustand noch nicht eingetreten ist, kann dies zu Fehlmessungen bei der Ermittlung des Verschleißzustands führen.In ball joints for motor vehicles fats are used regularly, the z. B. mixed with graphite or molybdenum and thus are electrically conductive. Furthermore, contaminants including water can penetrate into the ball joint, which are also conductive. Thus, it is possible that these substances between the electrode and ball joint z. B. a ball joint after the JP 56006911 A advised there and form an electrical contact resistance, which has a relatively low resistance value because of the short distance between the electrode and ball joint. However, if an electric current can flow between the electrode and the joint ball, although the bearing shell still does not permit direct contact between the electrode and the joint ball, ie the state of wear has not yet occurred, this can lead to incorrect measurements in determining the state of wear.

Andererseits können diese Verunreinigungen über die Lebensdauer des oben genannten Kugelgelenks zu einer Korrosion der Elektrode (ihren, so dass im Verschleißfalle, also bei einem unmittelbaren mechanischen Kontakt von Elektrode und Gelenkkugel, kein oder nur ein sehr schwacher elektrischer Kontakt ausgebildet wird. Auch dies kann zu Fehlmessungen bei der Ermittlung des Verschleißzustands führen.on the other hand can these impurities over the life of the above ball joint to corrosion the electrode (their, so that in case of wear, so with an immediate mechanical contact of electrode and joint ball, no or only a very weak electrical contact is formed. This too can lead to incorrect measurements when determining the state of wear to lead.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem diese Fehlmessungen vermieden werden können.outgoing From this prior art, it is an object of the invention, a ball joint of the type mentioned above, in which these incorrect measurements can be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kugelgelenk mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.These Task is according to the invention with a Ball joint with the features of claim 1 and a method solved with the features of claim 11. Preferred developments are in the subclaims described.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs, weist ein eine Gelenköffnung aufweisendes Kugelgelenkgehäuse, in dem eine aus einem isolierenden Material hergestellte Lagerschale angeordnet ist, und einen aus einem elektrisch leitenden Material hergestellten, eine Gelenkkugel und einen Zapfen aufweisenden Kugelzapfen auf, der mit seiner Gelenkkugel in der Lagerschale drehbar und schwenkbar gelagert ist und mit seinem Zapfen durch die Gelenköffnung hindurch aus dem Kugelgelenkgehäuse herausragt. In der Wandung der Lagerschale ist eine Elektrode im Abstand Δ zu der Gelenkkugel angeordnet, wobei die Elektrode und die Gelenkkugel über die Lagerschale gegeneinander elektrisch isoliert sind. Ferner weist die Wandung zwischen Gelenkkugel und Kugelgelenkgehäuse wenigstens zwei hintereinanderliegende Schichten auf, zwischen denen die Elektrode angeordnet ist.The Ball joint according to the invention for a motor vehicle, especially for the chassis of the motor vehicle, has a joint opening exhibiting Ball joint housing in which a bearing shell made of an insulating material is arranged, and one of an electrically conductive material manufactured, a ball joint and a pin having ball pin on, rotatable and pivotable with its ball joint in the bearing shell is mounted and with its pin through the joint opening therethrough from the ball joint housing protrudes. In the wall of the bearing shell is an electrode in Distance Δ to arranged the ball joint, wherein the electrode and the ball joint on the Bearing shell against each other are electrically isolated. Further points the wall between the ball joint and ball joint housing at least two successive layers, between which the electrode is arranged.

Dadurch, dass die Elektrode zwischen zwei Schichten der Lagerschale angeordnet ist, können im Messbereich weder Fett noch Verunreinigungen in unmittelbaren Kontakt mit der Elektrode treten, so dass die zum Stand der Technik aufgeführten Nachteile mit dem erfindungsgemäßen Kugelgelenk vermieden werden.The fact that the electrode is arranged between two layers of the bearing shell, in the measuring range neither fat nor impurities in come into direct contact with the electrode, so that the disadvantages listed in the prior art are avoided with the ball joint according to the invention.

Die Elektrode kann als metallische Folie ausgebildet sein, die zum Beispiel während der Herstellung der Lagerschale auf eine der beiden Schichten aufgeklebt wird. Ferner ist die Elektrode aus einem elektrisch leitenden Lack bildbar, der zum Beispiel mit elektrisch leitenden Partikeln, wie Metallpartikel, versetzt sein kann.The Electrode may be formed as a metallic foil, for example while glued to the preparation of the bearing shell on one of the two layers becomes. Furthermore, the electrode is made of an electrically conductive lacquer formed, for example, with electrically conductive particles, such as Metal particles, can be offset.

Es ist aber auch möglich, die Elektrode als chemische bzw. galvanische Metallisierung von einer der beiden Schichten auszubilden, wobei sich Kupfer bei der Metallisierung von Kunststoffen bewährt hat. Diese Metallisierung aus Kupfer kann ferner zur Gelenkkugel hin mit einer Beschichtung aus Gold oder einer Goldlegierung versehen sein, so dass im Verschleißfalle der elektrische Übergang zwischen der Gelenkkugel und der Elektrode einen möglichst geringen Kontaktwiderstand aufweist. Diese Beschichtung kann aber auch aus anderen elektrisch gut leitenden Materialien wie z. B. aus Silber oder einer Silberlegierung hergestellt sein.It but it is also possible the electrode as a chemical or galvanic metallization of form one of the two layers, wherein copper in the Metallization of plastics has proven. This metallization copper may also be directed toward the ball joint with a coating be made of gold or a gold alloy, so that in case of wear the electrical transition between the joint ball and the electrode one as possible has low contact resistance. But this coating can from other electrically conductive materials such. B. be made of silver or a silver alloy.

Die Elektrode kann als punktförmige Einzelelektrode, als eine sich über einen größeren Bereich erstreckende Flächenelektrode oder als Anordnung mehrerer, miteinander elektrisch verbundener Einzelelektroden ausgebildet sein, wobei die letzten beiden Varianten die Überprüfung eines größeren Bereichs der Lagerschale auf Verschleiß ermöglichen. Mit der punktförmigen Einzelelektrode kann der Verschleißzustand nur lokal erfasst werden.The Electrode can be as punctiform Single electrode, as one over extending a larger area surface electrode or as an arrangement of several, with each other electrically connected Single electrodes are formed, the last two variants the review of a larger area of Allow bearing cup to wear. With the punctiform Single electrode, the state of wear can only be detected locally become.

Bei einer starken Auslenkung des Kugelzapfens kann es zu einem elektrischen Kontakt zwischen dem Kugelzapfen und dem Kugelgelenkgehäuse kommen. Insbesondere dann, wenn die Elektrode mit dem Kugelgelenkgehäuse elektrisch verbunden ist, kann dieser elektrische Kontakt in irreführender Weise eine Auswerteeinrichtung dazu veranlassen, den Verschleißzustand festzustellen. Aus diesem Grund kann der Kugelzapfen im Übergangsbereich zwischen der Gelenkkugel und dem Zapfen von einem Kragen aus elektrisch isolierendem Material umschlossen sein. Neben der elektrischen Funktion kann dieser Kragen aber auch als mechanischer Puffer beim Aneinanderstoßen von Kugelzapfen und Kugelgelenkgehäuse wirken.at a strong deflection of the ball stud, it can be an electrical Contact between the ball stud and the ball joint housing come. In particular, when the electrode with the ball joint housing electrically connected, this electrical contact can be misleading Way an evaluation to cause the state of wear determine. For this reason, the ball stud in the transition area between the ball and the pin from a collar electrically be enclosed insulating material. In addition to the electrical function can this collar but also as a mechanical buffer in the juxtaposition of Ball stud and ball joint housing Act.

Ferner kann ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kugelzapfen und dem Kugelgelenkgehäuse auch dadurch hergestellt werden, das sowohl das Kugelgelenkgehäuse als auch der Kugelzapfen unmittelbar mit elektrisch leitenden Bauteilen verbunden sind, die ihrerseits elektrisch miteinander in Verbindung stehen. Aus diesem Grund kann der Zapfen an seinem der Gelenkkugel abgewandten Endbereich ringförmig von elektrisch isolierendem Material umschlossen sein, so dass ein unmittelbarer elektrischer Kontakt des Kugelzapfens zu dem an diesem befestigten Bauteil verhindert ist. Wenn der Kugelzapfen über eine Mutter aus elektrisch leitendem Material mit dem Bauteil verbunden wird, ist es ferner vorteilhaft, zwischen Bauteil und Mutter eine Unterlegscheibe aus isolierendem Material vorzusehen.Further may also be an electrical contact between the ball stud and the ball joint housing be prepared by both the ball joint housing as also the ball stud directly with electrically conductive components are connected, in turn, electrically connected to each other stand. For this reason, the pin can be at his the ball joint remote end portion annular be enclosed by electrically insulating material, so that a direct electrical contact of the ball stud to the attached thereto Component is prevented. When the ball stud is electrically powered by a nut conductive material is connected to the component, it is also advantageous between component and nut a washer made of insulating Provide material.

Die Elektrode kann sich derart weit aus der Wandung der Lagerschale heraus erstrecken, dass sie in unmittelbarem elektrischem Kontakt zu dem Kugelgelenkgehäuse steht und über dieses elektrisch kontaktiert werden kann. Bevorzugt ist jedoch eine Durchführung in dem Kugelgelenkgehäuse vorgesehen, durch welche hindurch sich eine an der Elektrode angeschlossene elektrische Leitung erstreckt, die vorteilhafterweise gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse elektrisch isoliert ist. Wenn die Elektrode nicht aus der Lagerschale herausragt, kann in dieser ebenfalls eine Öffnung vorgesehen sein, die sich von der Außenseite der Lagerschale aus bis zur Elektrode hin erstreckt. In diese Öffnung kann dann die elektrische Leitung zum Kontaktieren der Elektrode eingeführt werden.The Electrode can be so far out of the wall of the bearing shell extend out that they are in direct electrical contact to the ball joint housing stands and over this can be contacted electrically. However, one is preferred execution in the ball joint housing provided through which a connected to the electrode extends electrical line, which advantageously compared to the Ball joint housing is electrically isolated. If the electrode is not out of the bearing shell protrudes, it can also be provided in this opening, which is from the outside the bearing shell extends out to the electrode. In this opening can then introducing the electrical lead to contact the electrode.

Falls sowohl die Elektrode als auch die elektrische Leitung gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse elektrisch isoliert sind, kann zum Beispiel auf eine elektrische Isolierung des Kugelzapfens gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse oder gegenüber dem Bauteil verzichtet werden.If Both the electrode and the electrical line to the Ball joint housing electrical can be insulated, for example, on electrical insulation of the ball stud opposite the Ball joint housing or opposite be dispensed with the component.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerschale aus einem isolierenden Kunststoff für ein Kugelgelenk geschaffen, welches folgende Verfahrensschritte aufweist:

  • – Spritzgießen einer ersten Schicht der Lagerschale
  • – Ausbilden einer Elektrode an der ersten Schicht und
  • – Spritzgießen einer zweiten Schicht der Lagerschale auf die erste Schicht und die Elektrode.
According to the invention, a method for producing a bearing shell from an insulating plastic for a ball joint is also provided, which comprises the following method steps:
  • - Injection molding a first layer of the bearing shell
  • Forming an electrode on the first layer and
  • - Injection molding a second layer of the bearing shell on the first layer and the electrode.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Lagerschale geschaffen, bei der die Elektrode integrativer Bestandteil der Lagerschale ist. Dadurch können im Messbereicht weder Fett noch Verunreinigungen in unmittelbaren Kontakt mit der Elektrode treten, so dass die zum Stand der Technik aufgeführten Nachteile mit der erfindungsgemäßen Lagerschale vermieden werden.By the inventive method a bearing shell is created in which the electrode is more integrative Part of the bearing shell is. As a result, neither can Grease still impurities come into direct contact with the electrode, so that the disadvantages listed in the prior art with the bearing shell according to the invention be avoided.

Die beiden Schichten liegen unmittelbar an der Elektrode und in Bereichen ohne Elektrode unmittelbar aneinander an, wo sie durch das Spritzgießen eine stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen können.The both layers are directly on the electrode and in areas without electrode directly to each other, where they by injection molding a cohesive Can connect with each other.

Die Elektrode kann als metallische Folie ausgebildet sein, die zum Beispiel auf die erste Schicht aufgeklebt wird. Ferner ist zur Ausbildung der Elektrode das Aufbringen eins elektrisch leitenden Lacks auf die erste Schicht möglich.The Electrode may be formed as a metallic foil, for example is glued to the first layer. It is also for training the electrode applying an electrically conductive paint on the first shift possible.

Andererseits kann die Elektrode aber auch durch Metallisieren zumindest eines Teils der ersten Schicht, insbesondere durch ein chemisches bzw. galvanisches Verfahren ausgebildet werden, wobei sich Kupfer, neben anderen Materialien, als geeignetes Elektrodenmaterial erwiesen hat.on the other hand However, the electrode can also by metallizing at least one Part of the first layer, in particular by a chemical or galvanic Be formed with copper, among other materials, has proven to be a suitable electrode material.

Die Elektrode kann als punktförmige Einzelelektrode oder als Anordnung mehrerer, miteinander elektrisch verbundener Einzelelektroden realisiert werden. Bevorzugt wird die Elektrode aber als eine sich über einen größeren Bereich erstreckende Flächenelektrode ausgebildet.The Electrode can be as punctiform Single electrode or as an arrangement of several, with each other electrically connected individual electrodes can be realized. Preferably, the Electrode but as one over a larger area extending surface electrode educated.

Zur Verringerung des Kontaktwiderstandes im Verschleißfalle kann die Elektrode vor dem Aufbringen der zweiten Schicht mit einer Beschichtung aus Gold oder einer Goldlegierung versehen werden. Für diese Beschichtung können aber auch andere elektrisch gut leitende Materialien wie z. B. Silber oder eine Silberlegierung verwendet werden.to Reduction of contact resistance in the event of wear can the electrode before applying the second layer with a coating Gold or a gold alloy. But for this coating can also other electrically good conductive materials such. As silver or a silver alloy can be used.

Als Materialien für die Schichten der Lagerschale können elektrisch isolierende Kunststoffe wie POM (Polyoxymethylen), PEEK (Polyetheretherketon) oder PA (Polyamid) verwendet werden, die zur Versteifung der Lagerschale auch noch zusätzlich mit Fasern verstärkbar sind.When Materials for the layers of the bearing shell can electrically insulating plastics such as POM (polyoxymethylene), PEEK (Polyetheretherketone) or PA (polyamide) used to stiffen the bearing shell also in addition Reinforced with fibers are.

Nachfolgend wird der Einsatz des erfindungsgemäßen Kugelgelenks bzw. eines mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lagerschale versehenen Kugelgelenks zur Verschleißmessung beschrieben.following is the use of the ball joint of the invention or a with a method according to the invention manufactured bearing shell provided ball joint for wear measurement described.

Im unverschlissenen Zustand ist die Elektrode gegenüber der Gelenkkugel mittels der zwischen Elektrode und Gelenkkugel angeordneten Schicht der Lagerschale elektrisch isoliert. Durch den Betrieb des Kraftfahrzeugs kommt es jedoch zu Bewegungen zwischen der Gelenkkugel und der Lagerschale, so dass deren Wandung durch Reibung und Verformung immer dünner wird. Dadurch gewinnt die Gelenkkugel gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse zunehmend an Spiel, bis das Kugelgelenk unbrauchbar wird.in the unworn state is the electrode against the ball joint by means the arranged between the electrode and the ball joint layer of Bearing shell electrically isolated. By the operation of the motor vehicle However, it comes to movements between the joint ball and the bearing shell, so that its wall is becoming thinner and thinner due to friction and deformation. As a result, the ball joint wins against the ball joint housing increasingly play until the ball joint becomes unusable.

Wenn nun die zwischen Elektrode und Gelenkkugel liegende Schicht der Lagerschale derart stark verschlissen ist, dass sich ein elektrischer Kontakt zwischen der Elektrode und der Gelenkkugel ausbildet, kann dieser über eine elektrische Auswerteeinrichtung erfasst werden. Diese elektrische Auswerteeinrichtung kann nun die Information über das Vorliegen des Verschleißzustands dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch zur Kenntnis bringen oder in einem elektrischen Speicherbauelement zum späteren Auslesen ablegen.If now the lying between the electrode and ball joint layer of the Bearing shell is so severely worn that an electric Contact between the electrode and the joint ball can form this over an electrical evaluation device can be detected. This electrical Evaluation device can now the information about the presence of the state of wear the driver visually or acoustically bring knowledge or in an electrical Memory component for later Store readout.

Ist der Verschleißzustand erfasst, kann das Kugelgelenk zur Vermeidung größerer Schäden ausgetauscht werden.is the state of wear detected, the ball joint can be replaced to avoid major damage.

Über die Dicke der zwischen der Elektrode und der Gelenkkugel angeordneten Schicht der unverschlissenen Lagerschale ist eingestellt, bei welcher Abnutzung der Lagerschale bzw. bei welchem Spiel der Gelenkkugel gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse die Lagerschale als verschlissen gilt. Je näher die Elektrode an der der Gelenkkugel zugewandten Oberfläche der Lagerschale sitzt, umso dünner ist die Schicht, welche die Elektrode gegenüber der Gelenkkugel elektrisch isoliert und umso weniger Verschleiß reicht aus, bis der Verschleißzustand erfasst wird.About the Thickness of the arranged between the electrode and the ball joint Layer of the unworn bearing shell is set, in which Wear of the bearing shell or in which game the ball joint across from the ball joint housing the bearing shell is considered worn. The closer the electrode to the Joint ball facing surface the bearing shell sits, the thinner is the layer which makes the electrode electrically conductive to the joint ball Insulated and the less wear is sufficient until the state of wear is detected.

Die Auswerteeinrichtung kann einen einfachen Stromkreis mit einer Warnleuchte aufweisen, wobei zwischen dem Kugelzapfen und der Elektrode eine Spannung angelegt wird. Bei Vorliegen eines elektrischen Kontakts zwischen der Elektrode und dem Kugelzapfen leuchtet die Warnlampe, um den Fahrzeugführer über den Verschleißzustand zu informieren. Falls die Auswerteeinrichtung aber den Verschleißzustand kennzeichnende Informationen in einem Speicher ablegt, können diese z. B. in vorgegebenen Wartungsintervallen ausgelesen werden. Ferner ist es möglich, dass die Auswerteeinrichtung mit einem bestehenden Bordrechnernetz verbunden ist, bzw. selbst einen Teil dieses Bordrechnernetzes bildet.The Evaluation device can be a simple circuit with a warning light have, between the ball stud and the electrode a Voltage is applied. In the presence of an electrical contact between the electrode and the ball stud the warning lamp lights up, to the driver about the wear state to inform. If the evaluation but the state of wear can store identifying information in memory z. B. be read in predetermined maintenance intervals. Further Is it possible, that the evaluation device with an existing on-board computer network is connected, or even forms part of this on-board computer network.

Mit dem erfindungsgemäßen Kugelgelenk bzw. mit einer durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Lagerschale für ein Kugelgelenk ist es möglich, eine permanente Überwachung des Gelenkverschleißes im Kraftfahrzeug durchzuführen, so dass die Fahrsicherheit erhöht wird. Ferner weist das erfindungsgemäße Kugelgelenk einen einfachen Aufbau auf, so dass auch ältere Fahrzeuge damit nachgerüstet werden können. Dadurch, dass schon mit einfachsten schaltungstechnischen Mitteln dem Fahrzeugführer ein Hinweis auf den Verschleißzustand gegeben werden kann, ist die Komplexität der Anordnung gering, so dass eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden kann. Ferner ist eine Überwachung des Verschleißzustands kostengünstig realisierbar.With the ball joint according to the invention or with a product produced by the process according to the invention Bearing shell for a ball joint it is possible a permanent monitoring of joint wear in the motor vehicle, so that driving safety increases becomes. Furthermore, the ball joint according to the invention has a simple structure on, so that too older Vehicles retrofitted with it can be. In that, even with the simplest circuitry the driver an indication of the state of wear can be given, the complexity of the arrangement is low, so that achieves high reliability can be. Furthermore, a monitoring of the wear condition economical realizable.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described with reference to the drawing. In the drawing demonstrate:

1: eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelgelenks in einer teilweise geschnittenen Ansicht und 1 A first embodiment of the invention ball joint according to the invention in a partially sectioned view and

2: eine Schnittansicht eines Teils einer Lagerschale des erfindungsgemäßen Kugelgelenks gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a sectional view of a portion of a bearing shell of the ball joint according to the invention according to a second embodiment.

Aus 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelgelenks ersichtlich, wobei in einem Kugelgelenkgehäuse 1 ein eine Gelenkkugel 2 und einen Zapfen 3 aufweisender Kugelzapfen 4 in einer Lagerschale 5 drehbar und schwenkbar gelagert ist. Zwischen dem Kugelgelenkgehäuse 1 und dem Kugelzapfen 4 ist ein Dichtungsbalg 6 angeordnet, der mit seinem einen Ende an dem Kugelgelenkgehäuse 1 und mit seinem anderen Ende an dem Zapfen 3 dichtend anliegt und ein Eindringen von Schmutz und Wasser in das Innere des Kugelgelenkgehäuses 1 verhindert. Damit dieser Schutz auch bei Bewegungen des Kugelzapfens 4 relativ zum Kugelgelenkgehäuse 1 aufrechterhalten wird, sind die beiden Enden des Dichtungsbalgs 6 jeweils über einen Spannring 7 und 8 zentripetal vorgespannt. An dem der Gelenkkugel 2 abgewandten Endbereich des Zapfens 3 ist ein Gewinde 9 mit einer aufgeschraubten Mutter 10 zum Befestigen eines Bauteils vorgesehen. Ferner ist im Übergangsbereich zwischen der Gelenkkugel 2 und dem Zapfen 3 der Kugelzapfen 4 von einem Kragen 11 aus einem elektrisch isolierendem Material umschlossen.Out 1 is a partially sectioned view of a first embodiment of the ball joint according to the invention can be seen, wherein in a ball joint housing 1 a joint ball 2 and a pin 3 having ball stud 4 in a bearing shell 5 is mounted rotatably and pivotally. Between the ball joint housing 1 and the ball stud 4 is a sealing bellows 6 arranged, with its one end to the ball joint housing 1 and with its other end on the pin 3 sealingly abuts and penetration of dirt and water in the interior of the ball joint housing 1 prevented. This protection even with movements of the ball stud 4 relative to the ball joint housing 1 is maintained, are the two ends of the sealing bellows 6 each via a clamping ring 7 and 8th prestressed centripetally. At the joint ball 2 remote end portion of the pin 3 is a thread 9 with a screwed nut 10 provided for securing a component. Furthermore, in the transition region between the joint ball 2 and the pin 3 the ball stud 4 from a collar 11 enclosed by an electrically insulating material.

Die Lagerschale 5 weist eine äußere Schicht 12 und eine innere Schicht 13 auf, wobei eine Elektrode 14 zwischen diesen beiden Schichten angeordnet ist und unmittelbar an diesen anliegt. Die Elektrode 14 ist über eine sich durch eine im Kugelgelenkgehäuse 1 vorgesehene Durchführung 15 hindurcherstreckende erste elektrische Leitung 16 mit einer Glühlampe (oder einem anderen optischen Signalgeber) 17 elektrisch verbunden, deren anderer Anschluss an dem positiven Pol (+) einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Sowohl die erste elektrische Leitung 16 als auch die Elektrode 14 sind dabei gegenüber dem Kugelgelenkgehäuse 1 elektrisch isoliert ausgebildet.The bearing shell 5 has an outer layer 12 and an inner layer 13 on, with an electrode 14 is arranged between these two layers and is applied directly to these. The electrode 14 is about a through a ball joint housing 1 intended implementation 15 extending therethrough first electrical line 16 with an incandescent lamp (or other optical signal transmitter) 17 electrically connected, whose other terminal is connected to the positive pole (+) of a voltage source. Both the first electrical line 16 as well as the electrode 14 are opposite the ball joint housing 1 formed electrically insulated.

Der Kugelzapfen 4 ist mit seinem Zapfen 3 über eine zweite elektrische Leitung 18 an dem Minuspol (–) der Spannungsquelle angeschlossen, so dass die Elektrode 14 und der Kugelzapfen 4 in elektrischer Hinsicht nur über die innere Schicht 13 mit der Dicke Δ voneinander getrennt sind. Da diese Dicke Δ mit zunehmenden Verschleiß immer geringer wird, kann über sie der maximal zulässige Verschleiß der Lagerschale 5 festgelegt werden.The ball stud 4 is with his tang 3 via a second electrical line 18 connected to the negative pole (-) of the voltage source, so that the electrode 14 and the ball stud 4 in electrical terms, only over the inner layer 13 separated by the thickness Δ. Since this thickness Δ becomes ever smaller with increasing wear, the maximum permissible wear of the bearing shell can be exceeded by it 5 be determined.

Ist die Schicht 13 verschlissen und kommt es zu einem elektrischen Kontakt des Kugelzapfens 4 mit der Elektrode 14, so wird ein geschlossener Stromkreis ausgebildet, wodurch die Glühlampe 17 zu leuchten beginnt. Ist die Glühlampe 17 nun im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, kann der Fahrzeugführer am Leuchten der Glühlampe 17 erkennen, dass die Lagerschale 5 des Kugelgelenks verschlissen ist.Is the layer 13 worn and there is an electrical contact of the ball stud 4 with the electrode 14 , so a closed circuit is formed, causing the bulb 17 starts to shine. Is the light bulb 17 now arranged in the interior of the vehicle, the driver can light the bulb 17 recognize that the bearing shell 5 of the ball joint is worn.

Aus 2 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Lagerschale 5 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Identische und funktionsgleiche Merkmale werden mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform gekennzeichnet. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist in der Lagerschale 5 eine Elektrode 14 zwischen einer äußeren Schicht 12 und einer inneren Schicht 13 festsitzend angeordnet, wobei die Elektrode 14 mit einem Ende 19 aus dem unteren Bereich 20 der Lagerschale 5 herausgeführt ist. Im oberen Bereich 21 der Lagerschale 5 grenzen die beiden Schichten 12 und 13 unmittelbar aneinander und sind über eine stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden.Out 2 is a sectional view of a portion of a bearing shell 5 for a ball joint according to the invention according to a second embodiment of the invention can be seen. Identical and functionally identical features are identified by the same reference numerals as in the first embodiment. According to the second embodiment is in the bearing shell 5 an electrode 14 between an outer layer 12 and an inner layer 13 fixedly arranged, wherein the electrode 14 with one end 19 from the bottom 20 the bearing shell 5 led out. In the upper area 21 the bearing shell 5 border the two layers 12 and 13 directly to each other and are connected by a material connection.

Das Ende 19 der Elektrode 14 kann z. B. dafür verwendet werden, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Elektrode 14 und dem Kugelgelenkgehäuse herzustellen, über welches die Elektrode 14 dann elektrisch kontaktiert werden kann. In diesem Fall wäre es möglich, auf das Ausbilden einer Durchführung für eine elektrische Leitung in dem Kugelgelenkgehäuse zu verzichten.The end 19 the electrode 14 can z. B. can be used to make an immediate contact between the electrode 14 and the ball joint housing over which the electrode 14 then can be contacted electrically. In this case, it would be possible to dispense with the formation of a passage for an electric line in the ball joint housing.

11
KugelgelenkgehäuseBall joint housing
22
Gelenkkugeljoint ball
33
Zapfenspigot
44
Kugelzapfenball pin
55
Lagerschalebearing shell
66
Dichtungsbalgbellows
77
Spannringclamping ring
88th
Spannringclamping ring
99
Gewindethread
1010
Muttermother
1111
Kragencollar
1212
äußere Schicht der Lagerschaleouter layer the bearing shell
1313
innere Schicht der Lagerschaleinner Layer of the bearing shell
1414
Elektrodeelectrode
1515
Durchführungexecution
1616
erste elektrische Leitungfirst electrical line
1717
Glühlampelight bulb
1818
zweite elektrische Leitungsecond electrical line
1919
aus der Lagerschale herausgeführtes Ende der Elektrodeout the bearing shell led out End of the electrode
2020
unterer Bereich der Lagerschalelower Area of the bearing shell
2121
oberer Bereich der Lagerschaleupper Area of the bearing shell
ΔΔ
Abstanddistance

Claims (17)

Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs, mit: – einem eine Gelenköffnung aufweisenden Kugelgelenkgehäuse (1), in dem eine aus einem isolierenden Material hergestellte Lagerschale (5) angeordnet ist, – einem aus einem elektrisch leitenden Material hergestellten, eine Gelenkkugel (2) und einen Zapfen (3) aufweisenden Kugelzapfen (4), der mit seiner Gelenkkugel (2) in der Lagerschale (5) drehbar und schwenkbar gelagert ist und mit seinem Zapfen (3) durch die Gelenköffnung hindurch aus dem Kugelgelenkgehäuse (1) herausragt, wobei in der Wandung der Lagerschale (5) eine Elektrode (14) im Abstand zu der Gelenkkugel (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Wandung zwischen Gelenkkugel (2) und Kugelgelenkgehäuse (1) wenigstens zwei hintereinanderliegende Schichten (12, 13) aufweist, zwischen denen die Elektrode (14) angeordnet und vollständig umschlossen ist.Ball joint for a motor vehicle, in particular for the chassis of the motor vehicle, comprising: - a ball joint housing having a joint opening ( 1 ), in which a bearing shell made of an insulating material ( 5 ) is arranged, - a joint ball made of an electrically conductive material ( 2 ) and a pin ( 3 ) having ball studs ( 4 ), with its ball joint ( 2 ) in the bearing shell ( 5 ) is rotatably and pivotally mounted and with its pin ( 3 ) through the hinge opening from the ball joint housing ( 1 protruding, wherein in the wall of the bearing shell ( 5 ) an electrode ( 14 ) at a distance to the joint ball ( 2 ), characterized in that - the wall between the joint ball ( 2 ) and ball joint housing ( 1 ) at least two successive layers ( 12 . 13 ), between which the electrode ( 14 ) is arranged and completely enclosed. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (14) als metallische Folie ausgebildet ist.Ball joint according to claim 1, characterized in that the electrode ( 14 ) is formed as a metallic foil. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf einer ersten der beiden Schichten (12) aufgeklebt ist.Ball joint according to claim 2, characterized in that the film on a first of the two layers ( 12 ) is glued. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (14) aus einem elektrisch leitenden Lack gebildet ist.Ball joint according to claim 1, characterized in that the electrode ( 14 ) is formed of an electrically conductive paint. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (14) als Metallisierung von einer ersten der beiden Schichten (12) ausgebildet ist.Ball joint according to claim 1, characterized in that the electrode ( 14 ) as metallization of a first of the two layers ( 12 ) is trained. Kugelgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung aus Kupfer besteht.Ball joint according to claim 5, characterized in that that the metallization consists of copper. Kugelgelenk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung zusätzlich mit einer Beschichtung aus Gold oder einer Goldlegierung oder aus Silber oder einer Silberlegierung versehen ist.Ball joint according to claim 5 or 6, characterized that the metallization in addition with a coating of gold or a gold alloy or silver or a silver alloy is provided. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelzapfen (4) im Übergangsbereich zwischen der Gelenkkugel (2) und dem Zapfen (3) von einem Kragen (11) aus elektrisch isolierendem Material umschlossen ist.Ball joint according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the ball pin ( 4 ) in the transition region between the joint ball ( 2 ) and the pin ( 3 ) of a collar ( 11 ) is enclosed by electrically insulating material. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (3) zumindest an seinem der Gelenkkugel (2) abgewandten Endbereich ringförmig von elektrisch isolierendem Material umschlossen ist.Ball joint according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the pin ( 3 ) at least at its the ball ( 2 ) facing away from the end ring is surrounded by electrically insulating material. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kugelgelenkgehäuse (1) eine Durchführung (15) vorgesehen ist, durch welche hindurch sich eine an der Elektrode (14) angeschlossene elektrische Leitung (16) erstreckt.Ball joint according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the ball joint housing ( 1 ) an implementation ( 15 ) is provided, through which one at the electrode ( 14 ) connected electrical line ( 16 ). Verfahren zur Herstellung einer Lagerschale aus einem isolierenden Kunststoff für ein Kugelgelenk mit den Verfahrensschritten: – Spritzgießen einer ersten Schicht der Lagerschale, – Ausbilden einer Elektrode an der ersten Schicht und – Spritzgießen einer zweiten Schicht der Lagerschale auf die erste Schicht und die Elektrode.Method for producing a bearing shell an insulating plastic for a ball joint with the process steps: - Injection molding of a first layer of the bearing shell, - Forming an electrode at the first layer and - Injection molding of a second layer of the bearing shell on the first layer and the electrode. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrode eine metallische Folie verwendet wird.Method according to claim 11, characterized in that in that a metallic foil is used as the electrode. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf die erste Schicht aufgeklebt wird.Method according to claim 12, characterized in that that the film is glued to the first layer. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode durch Aufbringen eines elektrisch leitenden Lacks ausgebildet wird.Method according to claim 11, characterized in that that the electrode by applying an electrically conductive paint is trained. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode durch Metallisieren zumindest eines Teils der ersten Schicht ausgebildet wird.Method according to claim 11, characterized in that that the electrode is formed by metallizing at least part of the first layer is formed. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode aus Kupfer hergestellt wird.Method according to claim 15, characterized in that that the electrode is made of copper. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mit einer Beschichtung aus Gold oder einer Goldlegierung oder aus Silber oder einer Silberlegierung versehen wird.Method according to claim 15 or 16, characterized that the electrode with a coating of gold or a gold alloy or made of silver or a silver alloy.
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