CN102190022B - 用于汽车的装配单元和为装配单元建立基准位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的装配单元以及一种用于为装配单元建立基准位置(3，4)的方法。该装配单元包括一个车辆白车身在两个纵梁(1，2)的前部区域之间的车身前端，并且其中，所述装配单元相对于基准位置(3，4)进行安装，并且所述基准位置(3，4)布置在安装座(5，6)上，并且其中，所述安装座(5，6)布置并固定在一个预安装于工具板(23)上的组件(22)的两个竖直支柱(7，8)上，所述竖直支柱(7，8)处于发动机舱(10)两侧并位于每个纵梁(1，2)的前端部(11，12)上。

Description

用于汽车的装配单元和为装配单元建立基准位置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的装配单元和一种用于为装配单元建立基准位置的方法。装配单元包括一个车辆白车身在两个纵梁的前部区域之间的车身前端。

背景技术

专利申请公开说明书DE102004011523A1公开了一种已知的用于汽车车身前端的装配单元，其中，这种已知的装配单元设置用于装入白车身中。在此，这种已知的装配单元在汽车车身前端中用于容纳构件，其中，借助已知的装配单元可以降低制造成本和维护花费。为此，已知的装配单元在分隔发动机舱和客舱的车厢前围板或发动机舱舱壁之前布置在发动机舱内。此后在发动机舱区域内安装其它白车身部件，直至将白车身的汽车车身前端的主要部件例如发动机罩、挡泥板、车灯支架和其它部分在上漆之前并且为了上漆配合准确地装配完毕。

为了在上漆前的白车身最终装配时补偿先前遵循的公差链的累计公差，通过相应可再调整的连接元件安装主要部件。这种可再调整的连接元件可以是用于补偿通过白车身的公差链累计的单个部件公差的多维再调整孔中的深孔螺栓、深孔弹簧夹头或夹紧盘连接。这具有的缺点是，一方面待补偿的偏差包括非常大的尺寸，另一方面车辆车身前端主要部件的安装成本昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，为汽车车身前端的装配单元创造新的零误差位置，这些位置简化了汽车车身前端的装配并且成本较低廉。

该技术问题按本发明通过一种用于汽车的装配单元和一种用于为装配单元建立基准位置的方法解决。该装配单元包括一个车辆白车身在两个纵梁的前部区域之间的车身前端，并且其中，所述装配单元相对于基准位置进行安装，并且所述基准位置布置在安装座上，并且其中，所述安装座布置并固定在一个预安装于工具板上的组件的两个竖直支柱上，所述竖直支柱布置在发动机舱两侧并位于每个纵梁的前端部上。

在这种上下文关系中，车辆白车身理解为带有安装的车辆车身前端的、为上漆准备的车辆白车身，该车辆车身前端基本上由主要部件诸如发动机罩、前挡泥板、灯罩和之上固定有主要部件的普通安装部件构成，其中，发动机和车轴以及排气装置尚未安装。

按本发明的装配单元的优点是，在安装具有基准位置的安装座时通过新的基准位置补偿已在预安装于工具板上的组件中出现的公差。通过安装座的新基准位置提前中断了白车身的汽车车身前端现存的公差链。以有利的方式为车辆白车身的汽车车身前端的最终装配建立了新的参考点，使得在安装汽车车身前端的主要部件如发动机罩、挡泥板和灯罩以及之上固定有主要部件的普通安装部件时不用对主要部件进行昂贵费时的再调整。

作为新的基准位置在每个安装座上设置至少一个配合孔。该配合孔实际上构成公差链的新开始，但由于欠缺的、待安装的部件较少，该公差链较短并且因此尺寸偏差较小，因此直接参照该基准位置安装的主要部件不需要进行再调整。

每个安装座中的配合孔可以用作视觉基准位置或机械基准位置。

对于机械基准位置，要么采用带有与配合孔匹配的相应定位销的量规，要么在制造中为机器人手臂配备相应的定位销，使得可以参照定位销的位置精确地进行装配单元部件的安装。

对于配合孔的视觉应用，例如在机器人手臂上设置相应的光学传感器，该光学传感器参照配合孔将待装配的部件安装在已预安装的组件上。

此外，相对于基准位置为每个灯罩在安装座上设置一个安装板。该安装板也可以与相应的伺服电机连接，其中，该伺服电机可以根据例如转弯行驶时的转向偏角(Lenkungseinschlag)翻转灯罩。因此，用于每个灯罩的安装板可以为相应繁琐的运动而构造地非常复杂，以便例如在弯道中根据转向偏角追踪导引车灯光线。

通过新的基准位置也简化了例如用于发动机罩的铰链的精确定位，同时可以通过减少重量明显简化用于发动机罩的铰链，因为可以省去与深孔或尺寸过大的调整孔共同作用的、可再调整的连接元件，例如螺栓。

对于挡泥板支架来说同理，它们可以为了前挡泥板与安装座基准位置相隔一个确定距离地固定在预安装于工具板上的组件上。通过新的基准位置配合准确地确保了这种固定。

此外规定，纵梁的前端部通过布置在前方的下部横梁结构相连。在此，该连接已属于工具板上的预安装组件，这具有的优点是，在新的基准点通过安装座安装在竖直支柱上之前，就已经确定并且固定了纵梁前端部的间距，因此可以通过新的基准位置参照车辆宽度方面并且因此参照纵梁相互间距完全补偿制造公差。

所有确定尺寸和改变尺寸的制造工序在装配安装座之前进行，因此有利的是，例如在装配安装座之前已经装入了下部横梁结构。在此，下部横梁结构没有直接固定在纵梁前端部上，而是在前端部和横梁结构之间作为防碰撞保护和减震装置分别设置一个碰撞盒作为纵梁的延长部。下部横梁结构设置在这样的高度上，使得其一方面不妨碍装配人员在发动机舱区域内的装配工作，另一方面这样作用，即在车辆行驶时下部横梁结构减弱正面碰撞的作用，并且在涉及撞到人员时使他们不会在敏感的膝盖区域内受到撞击，而是借助下部横梁结构被从地面抬起并且被车辆正面或汽车车身前端接住并受到保护，直到车辆停下。

本发明的另一种实施形式规定，安装座除了所述至少一个配合孔之外还具有用于安装汽车车身前端的其它组件的安装器件。这种安装器件可以具有用于压装铆钉的铆钉孔，该压装铆钉用于不可拆卸地最终装配车身前端结构横梁。这种车身前端结构横梁在下部横梁结构上方布置在安装座上并且朝正面封闭发动机舱。因此，通过安装座创造了这样一种可能性，即，在最终装配挡泥板和发动机罩以后将这种封闭发动机舱入口的车身前端结构横梁可拆卸地固定在安装座上。优选使用螺纹连接进行该可拆卸的固定。

此外，用于正面挡板的安装固定装置可沿正面方向固定在安装座上。该安装固定装置又参照安装座的基准位置沿正面方向安装，因此在安装正面挡板时可以取消再调整。

一种用于为装配单元(包括车辆白车身的汽车车身前端)建立新的基准位置的方法由此开始，即，安装座按新的基准位置在发动机舱两侧地设置在预安装于工具板上的一个组件的纵梁前端部的竖直支柱上，由此补偿预安装的组件先前的制造公差。在此，安装座与发动机舱舱壁的上部横梁结构一起相对于带有预安装的组件的工具板先前的零点位置被一个装配机器人置入并且固定在新基准位置的安装位置中。

这种方法的优点是可借助三点检测(Dreipunkterfassung)中断当前的公差链，并且通过基准位置建立新的零误差初始位置。因此可以更准确地并且以更小的公差间隙进行后续的安装工作，这节省了安装时间和安装成本，因为已在固定带有新基准位置的安装座之前进行了预安装组件的确定配合的操作。通过装配安装位置，先前的公差被补偿并且为进一步安装建立了新的基准位置。

借助这些新的基准位置可以相对于安装座的基准位置安装装配单元的挡泥板支架，并且随后可以不进行再调整地将前挡泥板固定在挡泥板支架上。同理适用于安装发动机罩铰链或带有用于遮盖发动机舱的铰链的发动机罩和安装用于灯罩的支架。

附图说明

现在参照附图进一步阐述本发明的技术方案。在附图中：

图1示出工具板上的组件的示意性立体部分视图，该组件带有用于汽车的装配单元的安装座；

图2示出安装在组件上的安装座的示意性立体部分视图，该安装座装有用于正面挡板的安装固定装置；

图3示出带有加装的上部车身前端结构横梁的预安装组件的示意性立体部分视图；

图4示出带有加装的上部车身前端结构横梁和用于灯罩的安装固定装置的安装座的示意性立体部分视图；

图5示出带有加装的上部车身前端结构横梁和带有正面挡板横梁的预安装组件的示意性立体部分视图；

图6示出在带有加装的挡泥板支架的竖直支柱上的安装座的示意性立体图；

图7示出带有加装的前挡泥板的装配单元的示意性立体部分视图。

具体实施方式

图1示出工具板23上的预安装组件22的示意性立体部分视图，该组件22带有用于汽车的装配单元的安装座5和6。用于汽车的装配单元包括车辆白车身的汽车车身前端。白车身包括整个需要通过浸漆或喷漆来共同上漆的车辆白车身预安装组件，即包括发动机罩、前挡泥板和灯罩以及用于固定汽车车身前端主要部件或设置用于加装其它单独上漆的部件(如塑料正面挡板)的普通部件。

在此，预安装在工具板23上的组件22包括两个纵梁1和2，该纵梁在其前端部11和12上具有竖直布置的支柱7和8。纵梁1和2通过下部横梁结构15相互连接，其中，下部横梁结构15通过碰撞盒31和32与纵梁1和2的前端部11和12连接。通过该下部横梁15，纵梁1和2相对于车辆宽度固定在车辆前部区域中。

在该预安装组件22的由圆圈33和34标出的区域内，带有基准位置3和4的安装座5和6安设在支柱7和8的上端部上，其中，安装座5和6同时与上部横梁结构24连接，该上部横梁结构24构成发动机舱舱壁25的终端和上部区域。在此，这三个部件，即安装座5和6以及发动机舱舱壁25的上部横梁结构24被制造机器人手臂相对于零点位置布置在预安装于工具板23上的组件22上。

由此补偿了迄今在组装预安装组件22过程中产生的公差，并且这三个部件现在可以相对于工具板23上的原始零点位置固定在组件22上。在此，安装座5和6与支柱7和8可拆卸地或材料接合地连接。因此，基准位置3和4以是用于汽车车身前端的装配单元的参考点，其中，所有迄今的公差由配合孔9补偿，由此预安装组件迄今的公差链被中断或通过安装座5和6的基准位置3和4归回到零参照点。

因此，所有后续的车辆车身前端部件可以不用进行繁琐的公差补偿地参照固定在竖直支柱上的安装座5和6的基准位置3和4加装在预安装的组件22上。

图2示出安装在组件22上的安装座6的示意性立体部分视图，该安装座6装有用于正面挡板的安装固定装置17。在安装座6上示出了两个基准位置3和4，该基准位置是安装用于正面挡板的安装固定装置17的尺寸标准。此外，图2示出了用于灯罩的安装板14。该用于灯罩的安装板14又具有参照安装座6的基准位置4布置的基准位置13，这在图2中通过方向箭头A标出。安装固定装置17法兰连接在安装座6上，并且如以下还要示出的那样支承一个用于正面挡板的横梁。

图3示出带有加装的上部车身前端结构横梁16的预安装组件22的示意性立体部分视图。该车身前端结构横梁16在前面上部区域内封闭发动机舱10并且借助螺纹连接35固定在安装座5和6上。由此同时定义了车辆的宽度。在车身前端结构横梁16的中间布置有一个发动机罩锁紧装置26。在将所有普通部件(如用于发动机和发动机机组的支架)设置在发动机舱内之后，将发动机罩锁紧装置26与车身前端结构横梁16一起进行安装。

图4详细示出带有加装的上部车身前端结构横梁16和用于灯罩的安装板14的安装座6的示意性立体部分视图。通过该部分视图示出，安装座6固定在竖直支柱8上并且尽管安装了车身前端结构横梁16还具有至少一个基准位置4，该基准位置4未被车身前端结构横梁16遮盖并且因此可作为用于汽车车身前端的装配单元的参考点。用于灯罩的安装板14从安装座6上伸出并且这样布置在该安装座6上，使得可以参照另一个用于灯罩的基准位置13加装灯罩。

图5示出带有预安装的上部车身前端结构横梁16和带有附加的横梁27的预安装组件22的示意性立体部分视图，该横梁27沿行驶方向布置在车身前端结构横梁16之前并且支承正面挡板。如前面已经简短提到的那样，横梁27布置并且固定在用于正面挡板的安装固定装置17上。

图6以与迄今的图1至5不同的视角示出在带有加装的挡泥板支架18的竖直支柱8上的安装座6的示意性立体部分视图。又可以看到安装座6上的基准位置3和4以及到竖直支柱8的过渡部分。挡泥板支架18通过另外的基准位置28和29与竖直支柱8成角度地连接，该挡泥板支架18本身局部具有固定孔36，以便将挡泥板固定在相对于基准位置3和4定向的挡泥板支架18上。

图7示出带有在挡泥板支架18和19的区域内加装的前挡泥板20和21的装配单元的示意性立体部分视图。在该图示中只能看到车身前端结构横梁16，并且除了安装座5和6还可附加地看到发动机舱舱壁25的与安装座安装在一起的上部横梁结构24。

附图标记清单

1纵梁

2纵梁

3基准位置

4基准位置

5安装座

6安装座

7(竖直)支柱

8(竖直)支柱

9配合孔

10发动机舱

11纵梁前端部

12纵梁前端部

13灯罩的基准位置

14用于灯罩的安装板

15下部横梁结构

16车身前端结构横梁

17用于正面挡板的安装固定装置

18挡泥板支架

19挡泥板支架

20前挡泥板

21前挡泥板

22预安装的组件

23工具板

24上部横梁结构

25发动机舱舱壁

26发动机罩锁紧装置

27用于正面挡板的横梁

28挡泥板支架基准位置

29挡泥板支架基准位置

30装配单元

31碰撞盒

32碰撞盒

33圆圈

34圆圈

35螺纹连接

36用于前挡泥板的固定孔

A方向箭头

Claims (16)

1.一种用于汽车的装配单元，其中，该装配单元包括一个车辆白车身在两个纵梁(1，2)的前部区域之间的车身前端，并且其中，所述装配单元相对于基准位置(3，4)进行安装，并且所述基准位置(3，4)布置在安装座(5，6)上，并且其中，所述安装座(5，6)布置并固定在一个预安装于工具板(23)上的组件(22)的两个竖直支柱(7，8)上，所述竖直支柱(7，8)处于发动机舱(10)两侧并位于每个纵梁(1，2)的前端部(11，12)上。

2.按权利要求1所述的装配单元，其中，每个安装座(5，6)具有至少一个位于基准位置(3，4)中的配合孔(9)。

3.按权利要求2所述的装配单元，其中，用于安装所述装配单元的主要部件的装配检具的定位销可匹配装入所述至少一个配合孔(9)中。

4.按权利要求3所述的装配单元，其中，用于安装所述装配单元的主要部件的制造机器人手臂的定位销可匹配装入所述至少一个配合孔(9)中。

5.按权利要求3或4所述的装配单元，其中，所述装配单元的主要部件是指挡泥板和/或发动机罩铰链和/或发动机罩。

6.按权利要求3所述的装配单元，其中，所述安装座(5，6)具有用于各灯罩的基准位置(13)和安装板(14)。

7.按权利要求1所述的装配单元，其中，所述纵梁(1，2)的前端部(11，12)通过一个布置在前方的下部横梁结构(15)相连。

8.按权利要求2的装配单元，其中，所述安装座(5，6)除了所述至少一个配合孔(9)之外还具有用于安装汽车车身前端的其它组件的安装器件。

9.按权利要求8所述的装配单元，其中，所述安装座(5，6)具有用于压装铆钉的铆钉孔作为安装器件，用于不可拆卸地最终装配车身前端结构横梁(16)。

10.按权利要求1所述的装配单元，其中，用于正面挡板的安装固定装置(17)沿正面方向固定在所述安装座(5，6)上。

11.按权利要求1所述的装配单元，其中，用于前挡泥板(20，21)的挡泥板支架(18，19)与所述安装座(5，6)的基准位置(3，4)相隔一定距离地固定在一个预安装于工具板(23)上的组件(22)上。

12.一种用于为装配单元建立新的基准位置(3，4)的方法，该装配单元包括一个车辆白车身的汽车车身前端，其中，将带有新的基准位置(3，4)的安装座(5，6)布置在一个预安装于工具板(23)上的组件(22)的两个竖直支柱(7，8)上，所述竖直支柱(7，8)处于发动机舱(10)两侧并位于每个纵梁(1，2)的前端部(11，12)上，由此补偿所述预安装的组件(22)先前的制造公差，并且其中，所述安装座(5，6)与发动机舱舱壁(25)的上部横梁结构(24)一起相对于带有预安装的组件(22)的工具板(23)先前的零点位置被一个装配机器人置入并且固定在所述新的基准位置(3，4)的安装位置中。

13.按权利要求12所述的方法，其中，在固定所述带有新的基准位置(3，4)的安装座(5，6)之前进行确定配合的操作。

14.按权利要求12或13所述的方法，其中，通过安装所述带有新的基准位置(3，4)的安装座(5，6)来补偿先前的公差。

15.按权利要求12或13所述的方法，其中，通过安装所述带有新的基准位置(3，4)的安装座(5，6)来中断公差链。

16.按权利要求12所述的方法，其中，相对于所述安装座(5，6)的基准位置(3，4)安装所述装配单元的挡泥板支架(18，19)，并且随后不进行再调整地将前挡泥板(20，21)固定在所述挡泥板支架(18，19)上。