Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds eines Turboladers sowie Turbolader für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds eines Turboladers. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Turbolader für eine Brennkraftmaschine. Brennkraftmaschinen können mit einem Turbolader, insbesondere einem Abgasturbolader, ausgestattet sein. Typischerweise ist eine Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds des Turboladers vorgesehen. Beispielsweise wird mittels der

Stelleinrichtung das Stellglied in zwei Richtungen (bidirek- tional) betätigt.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Stelleinrichtung sowie einen Turbolader bereitzustellen, die sich durch einen verminderten Verschleiß auszeichnen.

Erfindungsgemäß wird eine Stelleinrichtung zum Betätigen eines Stellglieds eines Turboladers offenbart. Die Stelleinrichtung weist einen Stellantrieb zum Erzeugen einer Stellkraft auf. Weiter weist die Stelleinrichtung eine Koppeleinrichtung auf, welche mit dem Stellantrieb und dem Stellglied mechanisch gekoppelt und eingerichtet ist, die Stellkraft auf das Stellglied zu übertragen. Die Koppeleinrichtung weist eine Koppelstange auf, die jeweils über ein Gelenk sowohl mit dem Stellantrieb als auch mit dem Stellglied mechanisch gekoppelt ist . Zumindest eines der Gelenke ist als Kugelgelenk ausgebildet und weist eine

Kugelpfanne und einen Kugelkopf auf. Eine kugelartige Oberfläche entweder des Kugelkopfes oder der Kugelpfanne des entsprechenden Gelenks ist derart ausgebildet, dass der Kugelkopf und die Kugelpfanne im Betrieb der Stelleinrichtung über wenigstens zwei Kontaktpunkte in Berührung stehen.

Bei dem Stellglied handelt es sich beispielsweise um ein Ventil, eine Ventilklappe wie eine sogenannte Wastegate-Ventilklappe oder einen sogenannten VTG-Mechanismus (Variab ^¬ le-Turbinengeometrie Mechanismus) . Der Stellantrieb ist bei ^¬ spielsweise als Elektromotor oder als Druckdose ausgebildet, insbesondere eine Unterdruckdose. Die Kugelpfanne ist einge- richtet, den Kugelkopf im montierten Zustand aufzunehmen, sodass dieser in der Kugelpfanne gelagert ist und ein Kugelgelenk gebildet ist. Unter der kugelartigen Oberfläche wird diejenige Oberfläche verstanden, die mit der entsprechenden kugelförmigen Oberfläche des Gegenparts, also entweder Kugelpfanne oder Kugelkopf, in Berührung steht. Die kugelartige Oberfläche kann auch als Kalotte bezeichnet werden. Kugelartige Oberfläche bedeutet, dass die Oberfläche insoweit von einer exakten Ku ^¬ gelform mit einem einzigen Kugelradius abweicht, dass sich der Kugelkopf und die Kugelpfanne im montierten Zustand über we- nigstens zwei Kontaktpunkte berühren. Mit anderen Worten ist der Kugelkopf in der Kugelpfanne derart aufgenommen, dass dieser stets über zwei Kontaktpunkte in der Kugelpfanne gelagert ist. Die kugelartige Oberfläche weist demzufolge eine spezielle Formgebung oder Kontur auf, um den Kontakt über wenigstens zwei Kontaktpunkte zu ermöglichen . Die Formgebung wird beispielsweise durch spanende Bearbeitung mittels eines Fräsers erzeugt.

Alternativ wird die kugelartige Oberfläche durch Urformen oder Umformen erzeugt. Dadurch, dass mindestens zwei Kontaktpunkte vorgesehen sind, wird zu einem geringen Bauteilverschleiß beigetragen. Dies ist besonders von Vorteil, da typischerweise die Koppelstange und die Gelenke außerhalb des Motors und dessen Gehäuse angeordnet und hohen Temperaturen, Schmutz, Salzwasser und dergleichen sowie wechselnden Bedingungen wie Feuchtigkeit und Trockenheit ausgesetzt sind. Weiterhin wird zu einer reduzierten Flä ^¬ chenpressung (hertzsche Pressung) beigetragen. Dies liegt beispielsweise daran, dass die zu übertragenden Stellkräfte nicht über einen Kontaktpunkt, sondern über zwei oder mehr

Kontaktpunkte übertragen werden. Würden im Gegensatz dazu sowohl Kugelpfanne als auch Kugelkopf eine exakt definierte Kugel ^¬ oberfläche aufweisen, so würden diese sich im Betrieb nur in einem Kontaktpunkt berühren, was zu erhöhtem Verschleiß beiträgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kontaktpunkte hin ^¬ sichtlich ihrer räumlichen Lage an unterschiedliche Belas ^¬ tungsfälle angepasst werden können. Je nach zu übertragenden Stellkräften kann die Anordnung der Kontaktpunkte variiert werden .

Gemäß dem ersten Aspekt ist entweder die kugelartige Oberfläche des Kugelkopfes oder der Kugelpfanne entsprechend der be ^¬ schriebenen Lösung ausgebildet. Beispielsweise ist die ku ^¬ gelartige Oberfläche der Kugelpfanne entsprechend bearbeitet, während eine Kugeloberfläche des Kugelkopfes eine innerhalb

Fertigungstoleranzen liegende, exakt definierte Formgebung mit einem einzigen Kugelradius aufweist.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die kugelartige Oberfläche wenigstens zwei Oberflächensegmente auf und der Kugelkopf und die Kugelpfanne berühren sich in jedem der wenigstens zwei Oberflächensegmente. Ein Oberflächensegment stellt somit einen separat definierten Flächenabschnitt oder Flächenbereich der kugelartigen Oberfläche dar. Pro Oberflächensegment ergibt sich somit ein Kontaktpunkt. Je nach Bedarf und Belastungsfall können somit mehrere Oberflächensegmente der kugelartigen Oberfläche vorgesehen und entsprechend ausgebildet sein, sodass sich die gewünschte Kontaktierung des Kugelkopfes und der Kugelpfanne im Betrieb einstellt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die wenigstens zwei Oberflächensegmente jeweils eine vorbestimmte Kontur auf. Die Oberflächensegmente weisen dadurch jeweils eine frei wählbare Kontur auf, die beispielsweise eine konstante Krümmung κ (κ = 1/R = konstant; R = Radius) , eine inkonstante Krümmung κ (κ = 1/R = inkonstant, R = Radius) oder beide Arten von Krümmungen hat.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weisen die wenigstens zwei Oberflächensegmente jeweils einen vorbestimmten Kugelradius auf und Mittelpunkte jedes Kugelradius sind beabstandet zueinander angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass sich Kugelpfanne und Kugelkopf in mindestens zwei Kontaktpunkten berühren. Beispielsweise sind die Mittelpunkte der Kugelradien wenige Zehntelmillimeter, wie beispielsweise 0,45 mm, bis zu mehreren Millimetern beabstandet . Die Mittelpunkte der Kugelradien fallen somit nicht zusammen, sodass sich zumindest zwei unter ^¬ schiedliche Oberflächensegmente der kugelartigen Oberfläche ergeben. Mit anderen Worten stellen die Oberflächensegmente mit vorbestimmten Kugelradien einen Spezialfall einer Kontur mit konstanter Krümmung dar. Dadurch weicht die kugelartige

Oberfläche von einer exakt definierten Kugelform mit einem einzigen Radius ab. Die vorbestimmten Kugelradien können unterschiedlich groß oder gleichgroß sein. Damit wird eine An ^¬ passung an spezielle Lastfälle ermöglicht. Beispielsweise wird zu einer gleichmäßigen Lastverteilung beigetragen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Oberflächensegmente gleichmäßig über den Umfang der kugelartigen Oberfläche verteilt. Mit anderen Worten ist eine Breite der Oberflächensegmente, gleich. Dies trägt zu einer gleichmäßigen Lastverteilung bei. Die Breite ist beispielweise über Winkel definiert, die auf eine Mittellängsachse einer Bohrung der Kugelpfanne beziehungsweise eine Mittellängsachse eines Körpers mit dem Kugelkopf bezogen sind. Beispielsweise wird eine Schnittebene durch den Kugelkopf oder die Kugelpfanne dort erzeugt, wo ein Durchmesser der kugelartigen Oberfläche am größten ist. Bevorzugt verläuft die Schnittebene durch einen Kugelmittelpunkt, beispielsweise durch den Kugelzapfen. Bei- spielsweise verläuft die Schnittebene durch den Bereich der Kugelpfanne, der den größten Durchmesser der kugelartigen Oberfläche aufweist, wenn die Kugelpfanne kleiner als eine Halbkugelform ist. In alternativen Ausgestaltungen sind die Oberflächensegmente ungleichmäßig verteilt, auch im Falle von nur zwei Oberflä ^¬ chensegmenten .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Stelleinrichtung wenigstens einen stiftartigen Körper mit dem Kugelkopf auf, wobei die kugelartige Oberfläche derart ausgebildet ist, dass die wenigstens zwei Kontaktpunkte in einem vorbestimmten Abstand bezüglich einer Mittellängsachse des stiftartigen Körpers angeordnet sind. Bei dem stiftartigen Körper handelt es sich beispielsweise um einen zylindrischen und/oder rotationssymmetrischen Körper wie einen Kugelzapfen. Beispielsweise kann der vorbestimmte Abstand besonders gering sein. Ein solcher Abstand ist beispielsweise kleiner als der halbe Kugelradius der entsprechenden Oberflächensegmente. Damit ist es möglich, die Kontaktpunkte am äußeren Längsende des Kugelkopfes nah an die Mittellängsachse anzuordnen. Eine derartige Anordnung ist günstig, wenn auf das Gelenk eine Last parallel zur Achse des Kugelzapfens wirkt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Kugelpfanne eine Bohrung auf zur mechanischen Kopplung mit der Koppelstange und die kugelartige Oberfläche ist derart ausgebildet, dass die wenigstens zwei Kontaktpunkte in einem vorbestimmten Abstand bezüglich einer Mittellängsachse der Bohrung angeordnet sind. ,

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Der vorbestimmte Abstand kann beispielsweise besonders gering gewählt werden, wie beispielsweise geringer als der halbe Kugelradius der entsprechenden Oberflächensegmente. Dadurch werden die Kontaktpunkte möglichst nahe zur Achse der Bohrung der Kugelpfanne angeordnet, was insbesondere für Lasten, die pa ^¬ rallel zur Achse der Bohrung der Kugelpfanne beziehungsweise senkrecht zur Mittellängsachse des Kugelzapfens wirken, von Vorteil ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die kugelartige Oberfläche derart ausgebildet, dass der Kugelkopf und die Kugelpfanne über drei Kontaktpunkte in Berührung stehen. Analog zu den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen können in diesem Falle drei Oberflächensegmente vorgesehen sein. Dadurch wird eine

Drei-Punkt-Auflage des Kugelkopfes in der Kugelpfanne ge ^¬ währleistet. Dadurch kann sich die Kugelpfanne besonders gut über die kugelartige Oberfläche verteilt am Kugelkopf abstützen. Dadurch wird zu einer besonders günstigen und definierten Positionierung des Kugelkopfes bezüglich der Kugelpfanne beigetragen. Dies trägt im besonderen Maße dazu bei, dass fertigungstechnische Toleranzen kompensiert oder ausgeglichen werden können und ein Verschleiß gering gehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Kugelpfanne eine Bohrung auf zur mechanischen Kopplung mit der Koppelstange und die kugelartige Oberfläche ist derart ausgebildet, dass zwei der wenigstens drei Kontaktpunkte symmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene angeordnet sind, wobei die Symmetrieebene durch die Mittellängsachse der Bohrung verläuft. Dadurch kann eine spezielle Anpassung an Beträge der Zug- und Druckkräfte ge ^¬ währleistet werden, die über die Koppelstange auf das Gelenk oder von diesem übertragen werden. Beispielsweise verläuft die Symmetrieebene normal zu der Mittellängsachse des stiftartigen Körpers mit dem Kugelkopf. Dadurch wird beispielsweise Rücksicht auf Lastfälle genommen, bei welchen eine vom Betrag höhere Zugkraft im Vergleich zu einer niedrigeren Druckkraft auf das Gelenk in Längsrichtung der Koppelstange wirkt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegt einer der wenigstens drei Kontaktpunkte auf der Mittellängsachse der Bohrung. Dadurch ist es möglich, beispielsweise zwei der Kontaktpunkte für die Übertragung einer Kraft zur Verfügung zu stellen, die vom Betrag her größer ist als eine entgegengerichtete Kraft, wobei ins- besondere eine symmetrische, also gleichmäßige Lastverteilung in der jeweiligen Kraftrichtung erreicht wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Turbolader für eine

Brennkraftmaschine offenbart, welcher eine Stelleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Die Stell ^¬ einrichtung weist zur mechanischen Kopplung einer Koppelstange mit einem Stellantrieb und/oder einem Stellglied ein als Kugelgelenk ausgebildetes Gelenk aufweist. Das Gelenk weist eine Kugelpfanne und einen Kugelkopf auf. Eine kugelartige Oberfläche entweder des Kugelkopfes oder der Kugelpfanne des Gelenks ist derart ausgebildet, dass der Kugelkopf und die Kugelpfanne im montierten Zustand über wenigstens zwei Kontaktpunkte in Be ^¬ rührung stehen. Der Turbolader gemäß dem zweiten Aspekt ermöglicht im We ^¬ sentlichen die vorgenannten Vorteile.

Weitere Vorteile und Funktionen sind in der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Turboladers mit einer Stelleinrichtung,

Figur 2 eine weitere perspektivische Ansicht des Turboladers,

Figuren 3A bis 3D verschiedene Ansichten eines Gelenks der

Stelleinrichtung gemäß dem Stand der Technik,

Figur 4 eine schematische Ansicht einer Kugelpfanne eines

Gelenks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 5 eine schematische Ansicht der Kugelpfanne des Gelenks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 6 ein Gelenk der Stelleinrichtung gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel und

Figur 7 eine schematische Ansicht der Kugelpfanne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Figuren 1 und 2 zeigen in jeweils perspektivischer Ansicht einen Turbolader 7, der ein Turbinengehäuse 8, ein Lagergehäuse 9 sowie ein Verdichtergehäuse 10 aufweist. Bei dem Turbolader 7 handelt es sich um einen Abgasturbolader. Der Turbolader 7 ist für eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Ein solcher Verbrennungsmotor weist zumindest einen Zylinder auf, welcher Frischgas, insbesondere Luft, zugeführt wird. Das Frischgas strömt über einen Frischgasstrang (auch Ansaugtrakt genannt) zu dem Zylinder. Nach einer Verbrennung von Kraftstoff in dem Zylinder gelangt Abgas über einen Abgasstrang aus dem Zylinder. In einem Betrieb der beschriebenen Brennkraftmaschine treibt ein Gasstrom im Abgasstrang eine Turbine im Turbinen- _

y gehäuse 8 des Turboladers 7 an, welche über eine Welle einen Verdichter in dem Verdichtergehäuse 10 antreibt. Der Verdichter verdichtet im Frischgasstrang befindliches Frischgas, bevor dieses dem Zylinder des Verbrennungsmotors zugeführt wird. Somit ist es möglich, einen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu erhöhen .

Zur Steuerung des Turboladers 7 ist eine Stelleinrichtung 1 vorgesehen, die ein Stellglied 2, einen Stellantrieb 3 sowie eine Koppeleinrichtung 4 aufweist. Der Stellantrieb 3, welcher im Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgebildet ist, überträgt Stellkräfte mittels der Koppeleinrichtung 4 auf das Stellglied 2, um dieses zu verstellen. Typischerweise wird das Stellglied 2 zwischen zwei Endstellungen bewegt.

Die Koppeleinrichtung 4 eine Koppelstange 5, die über ein Gelenk 6 mit dem Stellantrieb 3 mechanisch gekoppelt ist. Über ein weiteres Gelenk 6 ist die Koppelstange mechanisch mit dem Stellglied 2 gekoppelt. Dabei ist das weitere Gelenk 6 über einen Hebel 11, eine Buchse 12, eine Spindel 13 sowie eine Scheibe 14 mit dem Stellglied 2 mechanisch verbunden. Die Spindel 13 ist bezüglich einer Drehachse verdrehbar in der Buchse 12 angeordnet und mit dem Stellglied drehfest verbunden. Die Koppeleinrichtung 4 ist dazu eingerichtet, Stellkräfte, die von dem Stellantrieb erzeugt werden, über die Koppelstange 5 auf das Stellglied 2 zu übertragen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Stellglied 2 um eine Ventilklappe, insbesondere eine sogenannte Wastegate-Klappe . Figuren 3A bis 3D zeigen verschiedene Ansichten einer herkömmlichen Ausführungsform eines Gelenks 6 des Turboladers 7 gemäß Figuren 1 und 2. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass beide Gelenke 6 gemäß Figuren 1 und 2 oder auch nur eines der beiden Gelenke 6 wie nachfolgend beschrieben ausgestaltet sein können .

Das Gelenk 6 hat eine Kugelpfanne 16 sowie einen Kugelzapfen 18 mit einem Kugelkopf 17. Die Kugelpfanne 16 weist eine Bohrung 19 auf, über welche die Kugelpfanne 16 mit der Koppelstange 4 mechanisch verbindbar ist. Dies geschieht mittels einer

Schraubverbindung. Es bieten sich aber auch alternative Verbindungstechniken, wie beispielsweise Schweißen, an. Die Ku- gelpfanne 16 weist eine Kugelaufnahme mit einer kugelförmigen Oberfläche 23 auf. Über die Oberfläche 23 ist der Kugelkopf 17 mit dessen kugelförmiger Oberfläche 24 in der Kugelpfanne 16 aufnehmbar, wie in Figur 3C gezeigt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3A bis 3D ist die kugelartige Oberfläche 23 der Ku- gelpfanne 16 nahezu exakt unter Berücksichtigung von Ferti ^¬ gungstoleranzen über einen konstanten Kugelradius 20b definiert. Somit ist die Oberfläche 23 der Kugelpfanne 16 über einen einzigen Mittelpunkt bestimmt. In analoger Weise weist der Kugelkopf 17 eine nahezu exakte Oberfläche 24 mit einem Kugelradius 20a auf, der nicht exakt dem Kugelradius 20b der Kugelpfanne 16 ent ^¬ sprechen muss. Bei einer derartigen Ausgestaltung berühren sich Kugelkopf 17 und Kugelpfanne 16 im montierten Zustand im Betrieb der Stelleinrichtung 1 stets in einem Kontaktpunkt 21 (siehe Figur 3D) . Je nach Betätigung des Stellantriebes 3 und Stellung der Koppelstange 4 bezüglich des Kugelzapfens 18 kann der Kontaktpunkt 21 wandern. Stets werden jedoch sämtliche

Stellkräfte über einen Einpunktkontakt im Kontaktpunkt 21 übertragen . Um die Verschleißanfälligkeit eines solchen Gelenks 6 zu verbessern, wird die Kontaktierung der Kugelpfanne 16 mit dem Kugelkopf 17 verbessert, wie anhand der folgenden Figuren 4 bis 7 dargestellt ist. Die nachfolgend beschriebenen Ausfüh ^¬ rungsformen sind wiederum für beide oder eines der in Figuren 1 und 2 gezeigten Gelenke 6 denkbar. Bevorzugt wird ein nachfolgend beschriebenes Gelenk an einem Ende der Koppelstange 5 eingesetzt, welches der Turbine beziehungsweise dem Turbinengehäuse 8 des Turboladers 7 zugeordnet ist oder näher an der Turbine angeordnet ist (in Figuren 1 und 2 links) .

Im Betrieb der Brennkraftmaschine und des Turboladers 7 sind aufgrund der heißen Abgasluft beispielsweise 400° bis 500° Celsius an oder in diesem Gelenk 6 messbar. Im Gegensatz dazu liegen bei dem Gelenk 6, welches verdichterseitig angeordnet ist, geringere Temperaturen, beispielsweise 150° bis 200° Celsius, vor. Aufgrund dieser heißen Temperaturen verändern sich zulässige Flächenpressungsgrenzwerte der verwendeten Materialien oder Werkstoffe. Insbesondere werden die Flächenpressungs- grenzwerte bei dem turbinenseitigen Gelenk 6 besonders verringert, wodurch ein erhöhter Verschleiß entsteht.

In Figur 4 ist eine schematische Ansicht einer optimierten Kugelpfanne 16 gezeigt, deren kugelartige Oberfläche 23 drei Oberflächensegmente 22a bis 22c aufweist, die aneinander an ^¬ grenzen. Die Oberfläche 23 weicht also von einer exakten Ku ^¬ gelform mit einem einzelnen Kugelradius ab. Jedes Oberflä ^¬ chensegment 22a bis 22c ist für sich kugelförmig ausgebildet und hat einen eigenen Kugelradius. Die Mittelpunkte der jeweiligen Radien treffen sich nicht beziehungsweise fallen nicht zusammen. Mit anderen Worten ist die Oberflächenkontur jedes Oberflächensegments 22a bis 22c für sich genommen kugelförmig.

Die Oberflächensegmente 22a bis 22c sind derart ausgebildet, dass sich im montierten Zustand, wie in Figur 5 gezeigt, eine

Kontaktierung des Kugelkopfes 17 (nicht gezeigt) mit der Ku ^¬ gelpfanne 16 in drei Kontaktpunkten 21 einstellt. Die Kon ^¬ taktpunkte 21 wandern je nach Stellkraft des Stellantriebs 3 und/oder Stellung des Stellglieds 2 aufgrund der Bewegung von Kugelkopf 17 zu Kugelpfanne zueinander. Der Kugelkopf 17 kontaktiert die Kugelpfanne 16 somit innerhalb jedes Ober ^¬ flächensegmentes 22a bis 22c einmal. Im Ausführungsbeispiel sind die Kugelradien sämtlicher Oberflächensegmente 22a bis 22c identisch. Weiterhin sind die Oberflächensegmente 22a bis 22c gleichmäßig über die kugelartige Oberfläche 23 verteilt. Dadurch wird eine gleichmäßig Lastverteilung im Betrieb der Stell ^¬ einrichtung gewährleistet. Die Kugelradien können je nach Lastfall oder Bedarf unterschiedliche Größen aufweisen. Auch kann die Verteilung der Oberflächensegmente ungleichmäßig sein. Damit kann auf unterschiedliche Anwendungsfälle reagiert werden.

Figur 6 zeigt ein weiteres Gelenk 6, wobei zwei Kontaktpunkte 21 erkenntlich sind. Die beiden Kontaktpunkte 21 haben jeweils einen vom Betrag her gleichen Kugelradius 27a beziehungsweise 27b, jedoch fallen deren Mittelpunkte 28a und 28b nicht zusammen, sondern sind beabstandet zueinander. Beispielsweise handelt es sich um eine Beabstandung von wenigen Zehntel Millimetern bis mehreren Millimetern. Im Ausführungsbeispiel sind die Kon- taktpunkte 21 so gewählt, dass diese symmetrisch zu einer Mittellängsachse 25 des Kugelzapfens 18 angeordnet sind.

Figur 7 zeigt die Kugelpfanne 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5. In diesem Fall sind zwei Kontaktpunkte 21 spiegelsymmetrisch bezüglich einer durch eine Mittellängsachse der Bohrung 19 verlaufende Symmetrieebene angeordnet. Die Symmetrieebene verläuft normal zu der Mittellängsachse 25 des Kugelzapfens 18 analog zu Figur 6 (in Figur 7 nicht dargestellt) . Die Zwei Kontaktpunkte 21 sind auf einer Seite bezüglich der Mittellängsachse 25 des Kugelzapfens 18 angeordnet, die einem äußeren Ende (in Figur 7 rechts) zugewandt ist. In Figur 7 ist die Lage der zwei Kontaktpunkte 21 über Winkel und ß definiert, die bezogen auf die Symmetrieebene sind. Dabei sind die Winkel und ß gleich groß. Ein Kontaktpunkt liegt auf der Mittel- längsachse 26 der Bohrung 19, wobei dessen Winkel γ bezogen auf die Symmetrieebene 0° beträgt. In einem solchen Fall wird einer Belastung Rechnung getragen, bei welcher eine Zugkraft Fl vom Betrag her größer als eine auf das Gelenk 6 wirkende Druckkraft F2 ist.

Aufgrund der Kontaktierung des Kugelkopfes 17 mit der Kugelpfanne 16 in drei Kontaktpunkten 21 kann der Bauteilverschleiß aufgrund verringerter Flächenpressung erheblich verringert werden. Zudem können die Kontaktpunkte je nach Belastungsfall, neben Zug- und Druckkräften kann auch Torsion auftreten, entsprechend gewählt werden .