Die Kugelgelenke werden seit der Jahrhundertwende in Fahrzeugen verwendet, aber genau wie unsere Hüftgelenke verschleißen auch Kugelgelenke, Spurstangen und Lenkstangengelenke.
Die vom Hersteller empfohlenen Verfahren zur Inspektion eines Kugelgelenks beinhalten selten eine Hebeleisen und fast nie eine Zange. Die Verwendung einer Zange und eines Stemmeisens verursacht in der Regel mehr Schaden als Nutzen. Stattdessen müssen Sie Ihre Hände und Augen benutzen.
KUGELGELENKE
Im Gegensatz zu einer Gummibuchse ist ein Kugelgelenk so konstruiert, dass es in mehreren Ebenen schwenkt. Da das Kugelgelenk ständig in verschiedenen Winkeln schwenkt, neigt es dazu, schneller zu verschleißen als Buchsen.
Kugelgelenke können in tragende und nicht tragende Kategorien unterteilt werden. Ein tragendes Kugelgelenk ist so konstruiert, dass es das Gewicht des Fahrzeugs trägt und gleichzeitig einen Scharnierpunkt für das Lenksystem darstellt. Die meisten tragenden Kugelgelenke sind so konstruiert, dass sie die Auswirkungen des normalen Verschleißes ausgleichen, indem sie sich selbst in ihren eigenen Pfannen zentrieren.
Nicht tragende Kugelgelenke oder Mitnehmer sind dagegen so konstruiert, dass sie präzise Maßtoleranzen in einem Lenk- oder Aufhängungssystem einhalten. Der Verschleiß eines nicht tragenden Kugelgelenks führt zu einer spürbaren Veränderung des Sturz-, Nachlauf- oder Spurwinkels einer Vorderradaufhängung. Daher werden nicht tragende Gelenke vorgespannt, um den Verschleiß auszugleichen. Unbelastete Querlenkerkugelgelenke sollten zum Beispiel auf Vorspannung geprüft werden, wenn das Aufhängungssystem demontiert wird.
Ein Kugelgelenk besteht aus einem Gehäuse, einem Kugelzapfen, Lagern, einem Enddeckel und einer Tellerfeder oder einer Feder. Eine Tellerfeder ist eine konisch geformte Feder, die in axialer Richtung belastet werden kann. Die Befestigung des Gelenks an einem Steuerarm erfolgt durch Einpressen des Gelenks in den Arm oder durch Vernieten des Gelenks mit dem Arm. Wenn das Gelenk in den Arm eingepresst wird, ist ein Spezialwerkzeug erforderlich, um das alte Gelenk zu entfernen und das neue einzubauen. Defekte eingepresste Gelenke lassen sich aufgrund von Korrosion zwischen dem Querlenker und dem Gelenk oft nur schwer entfernen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Kugelgelenkgehäuse aus Stahl in einen Aluminiumlenker eingepresst ist. Wenn das Gelenk mit dem Querlenker vernietet ist, werden die Nieten ausgebohrt oder mit einem Druckluftmeißel abgeschnitten. Das neue Gelenk wird mit Schrauben und Sicherungsmuttern wieder eingesetzt.
Kugelgelenke mit Gelenkköpfen sind dagegen verschleißfester. Wenn ein Helfer zur Verfügung steht, um das Lenkrad des Fahrzeugs in geparkter Position zu drehen, zeigt die „Trockenpark“-Prüfmethode übermäßigen Verschleiß bei den meisten Spurstangenköpfen an.
Innere Spurstangenköpfe, die sich an der Zahnstange befinden, sollten auf übermäßigen Verschleiß geprüft werden, indem man auf ein klopfendes oder klickendes Geräusch hört, wenn die Lenkung gedreht wird. Unabhängig von der verwendeten Methode ist zu bedenken, dass sich kleine Abnutzungserscheinungen an den einzelnen Spurstangenköpfen zu einer großen Veränderung des Spurwinkels summieren können.
Techniker haben oft Probleme, gültige Spezifikationen für die Prüfung von Kugelgelenken zu finden. In vielen Fällen sind die Garantietoleranzen eines Fahrzeugherstellers einfach zu großzügig für reale Ausrichtungssituationen. In anderen Fällen überlässt der Hersteller das Problem einfach dem individuellen Urteil des Technikers. Auf diese Weise können die Auswirkungen des kumulativen Verschleißes von Buchsen und Kugelgelenken auf die Lenkung und das Aufhängungssystem als Ganzes berücksichtigt werden.
Wenn Sie ein Brecheisen und rohe Kraft verwenden, könnte Ihre Inspektion von den Buchsen in den Querlenkern beeinflusst werden. Wenn Sie eine „Wasserpumpenzange“ verwenden, um eine Spurstange zusammenzudrücken, erhalten Sie fast jedes Mal einen falschen Messwert, und bei einigen Arten von Spurstangen ist dies kein Maß für den Verschleiß; sogar einige neue Spurstangen werden zusammengedrückt.
Das mag für den Kunden dramatisch aussehen, aber es könnte Ihnen eine Menge Ärger einbringen. Viele unseriöse Werkstätten haben diese Technik angewandt, um den Umsatz zu steigern, und viele Werkstattaufsichtsbehörden missbilligen diese Methode. Ford und andere Erstausrüster empfehlen den Technikern, mit den Händen an den Spurstangen zu ziehen und zu drücken, um das Spiel zu ertasten.
Kugelgelenkinspektion
Einige Kugelgelenke, die über einen Schmiernippel verfügen, verwenden den Nippel als Verschleißanzeige. Lässt sich eine Fettpresse nicht mit dem Anschlussstück verbinden, muss das Gelenk ausgetauscht werden. Wenn das Gelenk verschleißt, hält die Tellerfeder die Spannung auf den Lagern aufrecht, um das axiale Endspiel bei der Bewegung der Querlenker auf Null zu halten. Seitlicher Verschleiß führt dazu, dass sich der Kugelzapfen im Lager bewegt. Dies kann Sturz und Reifenverschleiß beeinträchtigen. Die Tellerfeder gleicht den seitlichen Verschleiß nicht aus.
Prüfung
Belastetes Gelenk: Um ein belastetes Kugelgelenk zu prüfen, stellen Sie einen Wagenheber oder einen Wagenheberständer unter den unteren Querlenker, um das Gewicht des Fahrzeugs abzustützen. Befestigen Sie eine Messuhr am unteren Querlenker und bringen Sie die Messuhr in eine vertikale Position, um den Planschlag am Achsschenkel zu messen. Bei einem Allrad-Federbein mit Frontantrieb oder einem unabhängigen RWD kann es erforderlich sein, die Messuhr am CV-Gelenk zu montieren. Durch Bewegen des Achsschenkels kann der Seitenschlag überprüft werden.
Bei einer SLA-Aufhängung, bei der die Schraubenfeder über dem oberen Lenker liegt, ist das obere Gelenk belastet. Zur Überprüfung des Gelenks wird der obere Querlenker abgestützt, um das Gelenk zu entlasten. Wenn das Kugelgelenk eine eingebaute Verschleißanzeige hat, sollte das Gelenkspiel geprüft werden, während das Fahrzeug auf den Rädern steht.
Follower Joint: Um ein Mitnehmergelenk zu prüfen, wird die Tellerfeder belastet oder zusammengedrückt, um das axiale Spiel zu prüfen. Bei einer Federbeinaufhängung stellen Sie einen Wagenheberständer unter das Fahrgestell, damit das Federbein vollständig ausgefahren werden kann. Befestigen Sie die Messuhrklemme am unteren Querlenker und bringen Sie die Messuhr in eine vertikale Position, um den Axialschlag am Achsschenkel zu messen. Stellen Sie einen Wagenheber unter das Kugelgelenk und belasten Sie das Gelenk, indem Sie den Wagenheber anheben. Drehen Sie das Lenkrad und beobachten Sie das Kugelgelenk, um den Seitenschlag zu prüfen.
Bei einer SLA-Aufhängung kann der obere Querlenker blockiert und das Gelenk zusammengedrückt werden. Eine Messuhr am Achsschenkel befestigen und in eine vertikale oder parallele Position bringen, um den Planschlag am unteren Querlenker zu messen. Durch Bewegen des Achsschenkels kann der Seitenschlag überprüft werden.
Es gibt Spezifikationen für die Ausrichtung, die Fahrhöhe und das Kugelgelenkspiel.
Der Gesamtzustand des Fahrwerks ist wichtig für die Sicherheit und die Leistung des Fahrzeugs. Was die Sicherheit anbelangt, ist es eine gute Praxis, sich abzusichern. Versuchen Sie, den Eigentümer des Fahrzeugs davon zu überzeugen, dass es wichtig ist, alle Bedingungen zu korrigieren, die dazu führen könnten, dass das Fahrzeug nicht mehr sicher funktioniert. Wenn dies nicht möglich ist, stellen Sie sicher, dass alle nicht reparierten Zustände, die die Sicherheit beeinträchtigen, Teil des Reparaturauftrags sind und ein Haftungsausschluss beigefügt ist.
Spurstangeninspektion nach Nummern
1. Prüfen Sie die äußeren Spurstangenenden, indem Sie mit der Hand anfassen und nach oben und unten drücken. KEIN HEBELEISEN VERWENDEN. Prüfen Sie die inneren Spurstangenköpfe, indem Sie sie von vorne nach hinten schieben. Wenn ein Gelenk Spiel hat, ist es verschlissen und muss ausgetauscht werden.
2. Während das Fahrzeug auf dem Boden oder auf einer Hebebühne steht, lassen Sie einen Helfer das Lenkrad schnell von 10 Uhr nach 10 Uhr vor und zurück drehen und beobachten Sie dabei die inneren und äußeren Spurstangen. Wenn die äußeren Spurstangenköpfe eine vertikale Bewegung oder die inneren Spurstangenköpfe eine horizontale Bewegung aufweisen, sollte der Spurstangenkopf mit der beobachteten Bewegung ersetzt werden.
3. Heben Sie das Fahrzeug an und entfernen Sie die Vorderräder. Die Räder müssen nach rechts gedreht werden, um den inneren Spurstangenkopf der Beifahrerseite zu prüfen, und nach links, um den inneren Spurstangenkopf der Fahrerseite zu prüfen. Untersuchen Sie alle vier Dichtungen auf Risse, Löcher und Verschleiß. Bei Anzeichen von Verschleiß oder Löchern an der Dichtung sollte der Spurstangenkopf ersetzt werden.
4. Bolzenkorrosion: Heben Sie mit einem Spachtel oder einem anderen harten, flachen, stumpfen Gegenstand die Unterseite der Dichtung an, um den Bolzen freizulegen. Wenn Wasser in Form von Blasen oder in flüssiger Form aus der Dichtung austritt, sollte der Spurstangenkopf ausgetauscht werden. Untersuchen Sie den Bolzen genau auf Anzeichen von Korrosion, insbesondere im Bereich des Achsschenkels. Eventuell ist ein Lappen erforderlich, um den Bolzen von Fett zu befreien, das eine gute Sichtprüfung behindert. Wenn es Anzeichen von Korrosion gibt, sollte der Spurstangenkopf ersetzt werden.
Wenn Sie Spiel an der inneren Spurstange feststellen, stellen Sie sicher, dass das Gelenk und nicht die Zahnstangenbuchsen verschlissen sind. Wenn die Zahnstangenbuchse es zulässt, drücken Sie die Buchse zusammen, um zu fühlen, ob das Gelenk das Problem ist und die Zahnstange nicht lose ist und sich im Gehäuse bewegt. Dies gibt Ihnen auch einen Hinweis darauf, ob die Zahnstangenbuchse ausgetauscht werden muss. Es ist immer ratsam, die Manschette zu ersetzen, aber vielleicht ist es einfacher, einen Spurstangenkopf zu beschaffen, als eine direkt passende Manschette. Einige der Universalteile passen gut, aber wenn Sie den Spurstangenkopf bestellen müssen, fügen Sie den Manschettensatz der Bestellung hinzu.
Bei äußeren Gelenken ist es eine gute Praxis, die Länge der Stange zu notieren, bevor das Ende entfernt wird, um die Spur beim Wiedereinbau zu bestimmen; viele Techniker zählen einfach die Windungen, wenn die Stange entfernt wird, aber eine Messung von der Mitte des Gelenks zu einem bekannten Punkt ist eine gute Unterstützung. So oder so, stellen Sie sicher, dass die Spur innerhalb der Spezifikationen ist, bevor das Auto zurückgegeben wird.