DE10016144A1 - Vorrichtung zum Justieren einer Baugruppe, insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Justieren einer Baugruppe, insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges, in eine Einbaulage zu einem Halteelement, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie. DOLLAR A Hierzu ist eine in die Baugruppe (10) integrierte Justiereinrichtung (20) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Justieren einer Baugruppe, insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges, in eine Einbaulage zu einem Halteelement, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie.

Bei der Endmontage von Kraftfahrzeugen erfolgt der Einbau einer vormontierten Instrumententafel bekannterweise mit einem, die Instrumententafel haltenden Handhabungsautomaten, der die Instrumententafel in eine fertig geschweißte und lackierte Rohbaukarosserie einfährt. Die Instrumententafel wird hierbei durch den Handhabungsautomaten in eine Einbaulage zwischen sich gegenüberstehenden Innenseiten von Türrahmen und/oder A-Säulen der Karosserie verlagert. In dieser Einbaulage kann die Instrumententafel mittels Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben oder dergleichen, an der Karosserie befestigt werden.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen, Steuerungsabweichungen des Handhabungsautomaten oder sonstigen Fehlerquellen ist ein Erreichen einer exakten Soll-Position der Instrumententafel oft nicht gegeben, so dass diese nachjustiert werden muss. Diese Nachjustage erfolgt, nachdem der Handhabungsautomat die Instrumententafel freigegeben hat. Aufgrund der relativ sperrigen Abmaße der Instrumententafel und deren Gewicht ist eine exakte Justage, insbesondere Ausrichtung zu den angrenzenden Karosserieteilen, nur mit erheblichem Aufwand, insbesondere Zeitaufwand, möglich.

Aus der DE 197 40 098 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbau eines Schalttafelteiles bekannt, mittels denen eine verbesserte Ausrichtung der zu montierenden Teile erreicht werden soll. Hierzu sind zusätzliche Zeigervorrichtungen vorgesehen, die ein Überprüfen der Einbauposition der zu montierenden Baugruppen gestatten sollen. Durch die hier beschriebene Vorrichtung ist zwar eine Überprüfung der Ist-Position der zu montierenden Baugruppe möglich, jedoch eine Justierung der Baugruppe selber ist nur mit dem bereits beschriebenen hohen Aufwand möglich.

Die DE 196 41 281 A1 beschreibt ein Werkzeug zur Montage eines Armaturenbrettes in einem Fahrzeug, wobei das Armaturenbrett durch einen Monteur relativ zu dem Werkzeug verlagert werden kann. Hierdurch soll eine Ausrichtung des Armaturenbrettes zu der Karosserie vereinfacht sein. Das hier beschriebene Werkzeug ist durch einen komplizierten Aufbau gekennzeichnet und gestattet eine Justage nur während eines Montageprozesses. Eine nachträgliche Ausrichtung eines Armaturenbrettes, das heißt, nachdem das Armaturenbrett nicht mehr von dem Montagewerkzeug gehalten ist, ist nicht möglich.

Schließlich ist aus der DE 41 34 436 A1 bekannt, eine Armaturentafel auf einem zusätzlichen Querträger vorzumontieren und anschließend die Montage der Armaturentafel über diesen zusätzlichen Querträger an der Karosserie durchzuführen. Auch hier besteht der Nachteil, dass ein Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen nur mit relativ großem Aufwand möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mittels der in einfacher Weise eine schnelle, sichere und jederzeit reproduzierbare Justage einer Baugruppe an einem Halteelement, insbesondere einer Instrumententafel, an einer Kraftfahrzeugkarosserie erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Justiereinrichtung integraler Bestandteil der Baugruppe, das heißt insbesondere der Instrumententafel, ist, lässt sich in einfacher Weise eine nachträgliche Justage der Baugruppe, ohne den die Baugruppe vorpositionierenden beziehungsweise heranführenden Handhabungsautomaten, durchführen. Die Justiereinrichtung ist insbesondere mittels eines externen Justierwerkzeuges in einfacher Weise betätigbar, so dass vorteilhaft ohne große Kraftanstrengung eine zielgenaue Einbaulage der zu justierenden Baugruppe erhältlich ist. Insbesondere kann so eine mittige, Einbautoleranzen, Fertigungstoleranzen und dergleichen ausgleichende Justage erfolgen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Baugruppe wenigstens eine Aufnahme für das externe Justierwerkzeug umfasst, wobei die Aufnahme zu einer Führung des Halteelementes eine definierte Position besitzt, das externe Justierwerkzeug durch die Führung in die Aufnahme einbringbar ist und mittels des externen Justierwerkzeuges die Baugruppe in allen drei Raumrichtungen verlagerbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird möglich, mittels des externen Justierwerkzeuges die Baugruppe exakt in einem Arbeitsgang auszurichten. Insbesondere, wenn das externe Justierwerkzeug einen Betätigungsarm umfasst, der durch die Führung in die Aufnahme einbringbar ist, kann - entsprechend einer Länge des Führungsarmes - gleichzeitig ein Hebelarm zur Übertragung einer Justierkraft ausgebildet werden. Hierdurch wird eine übermäßige körperliche Anstrengung eines, das Justierwerkzeug betätigenden Monteurs vermieden. Ferner lässt sich so durch geringe Krafteinwirkung eine exakte Einbaulage erzielen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Instrumententafel im Bereich einer Justiereinrichtung in Kraftfahrzeugquerrichtung,

Fig. 2 eine Detailvergrößerung der Justiereinrichtung der Instrumententafel,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung durch die Instrumententafel im Bereich der Justiereinrichtung in Kraftfahrzeuglängsrichtung und

Fig. 4 eine Detailansicht einer abgewandelten Ausführungsvariante.

In Fig. 1 ist schematisch eine Instrumententafel 10 eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Die Instrumententafel 10 soll in beziehungsweise an einer Kraftfahrzeugkarosserie 12 positioniert werden. Von der Kraftfahrzeugkarosserie 12 ist in der Darstellung in Fig. 1 schematisch ein Türholm oder eine A-Säule 14 dargestellt. Entscheidend bei der Montage der Instrumententafel 10 ist unter anderem, dass diese zwischen den linken und rechten A-Säulen 14 in eine exakte Einbaulage positioniert wird. Dies betrifft sowohl die Positionierung in x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung. In Fig. 1 ist zur Verdeutlichung ein Koordinatensystem mit den drei Raumrichtungen dargestellt.

An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass es sich nach weiteren Ausführungsbeispielen auch um andere Baugruppen als eine Instrumententafel handeln kann, die an anderen Halteelementen als an eine Kraftfahrzeugkarosserie 12 in eine definierte Einbaulage positioniert werden sollen.

Während der Montage der Instrumententafel 10 wird diese zunächst mittels eines nicht dargestellten Handhabungsautomaten in die Kraftfahrzeugkarosserie 12 eingebracht und in eine vorläufige Einbaulage gebracht. Hierzu wird die Instrumententafel 10 auf Lagerböcken 16 abgelegt. Die Kraftfahrzeugkarosserie 12 kann beispielsweise zwei Lagerböcke 16, das heißt an jeder der beiden vorderen A-Säulen 14, aufweisen. Denkbar sind auch Ausführungen, wo mehr als zwei Lagerböcke 16 vorgesehen sind. Zur Ablage auf den Lagerböcken 16 besitzt die Instrumententafel 10 Tragelemente 18. Mittels der Tragelemente 18 wird die Instrumententafel 10 auf den Lagerböcken 16 durch den Handhabungsautomaten abgelegt und mittels nicht dargestellter weniger Befestigungselemente an der Kraftfahrzeugkarosserie 12 befestigt. Hierzu können beispielsweise Schraubverbindungen dienen, die in Durchgangslöcher der Instrumententafel 10 und der Karosserie 12 eingreifen, um eine spätere Verstellbarkeit der Instrumententafel 10 zu gestatten. Nach dieser vorläufigen Positionierung in der vorläufigen Einbaulage wird die Instrumententafel 10 durch den Handhabungsautomaten freigegeben, so dass die Instrumententafel 10 an der Karosserie 12 vorläufig lagefixiert ist.

Das Tragelement 18 kann einstückig mit einem Träger der Instrumententafel 10 ausgebildet sein. Das Tragelement 18 umfasst eine insgesamt mit 20 bezeichnete Justiereinrichtung. Die Justiereinrichtung 20 ist somit Bestandteil der Instrumententafel 10.

Die Justiereinrichtung 20 umfasst im Einzelnen, wie anhand der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 deutlich wird, ein keilförmiges Element 22, dessen dem Tragelement 18 zugewandte Fläche 24 in x-Richtung, das heißt gemäß der Darstellung in Fig. 1 beziehungsweise Fig. 2 in beziehungsweise aus der Papierebene hinaus, abfällt. Die Fläche 24 bildet somit eine schiefe Ebene. Das Tragelement 18 besitzt eine korrespondierende Auflagefläche 26, die unter dem gleichen Winkel wie die Fläche 24 in x-Richtung abfällt und im wesentlichen plan auf der Fläche 24 des keilförmigen Elementes 22 aufliegt. Die Flächen 24 und 26 sind vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch eine Feinverzahnung oder dergleichen realisiert sein. Hierdurch wird ein selbsttätiges "Abrutschen" des Tragelementes 18 auf dem Element 22 vermieden. Das keilförmige Element 22 ist mit einem in x-Richtung verlaufenden Kragen 28 versehen, der in eine ebenfalls in x-Richtung verlaufende Führung 30 eingreift. Hierdurch ist das Element 22 unverlierbar an dem Tragelement 18 angeordnet. Die Führung 30 gestattet eine Verschiebbarkeit des Elementes 22 in x- Richtung. Das Element 22 kann beispielsweise in die Führung 30 eingeklipst sein. Die Führung 30 kann beispielsweise auch an das Tragelement 18 geklipst sein.

Das keilförmige Element 22 besitzt eine in z-Richtung verlaufende Durchgangsöffnung 32, in der ein Exzenter 34 angeordnet ist. Der Exzenter 34 besitzt einen Zylinder 36, der in eine korrespondierende Öffnung 38 des Tragelementes 18 eingreift. Der Zylinder 36 weist eine in Richtung des Lagerbockes 16 offene Sackbohrung 40 auf. Die Mantelfläche 42 der Sackbohrung 40 ist als Innensechskant ausgebildet. Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann hier beispielsweise auch ein Innendreikant oder eine andere, von einer kreisrunden Kontur abweichende Mantelfläche ausgebildet sein.

Das keilförmige Element 22 besitzt einen Innenraum 44, in dem der Exzenter 34 angeordnet ist. Der Innenraum 44 wird von der Wandung der Durchgangsöffnung 32 begrenzt. Der Innenraum 44 besitzt eine größere Dimensionierung als der Exzenter 34, so dass dieser innerhalb des Innenraumes 44 beweglich ist.

Ferner besitzt das keilförmige Element 22 eine Durchgangsöffnung 46, die im wesentlichen mit der Sacköffnung 40 fluchtet und einen größeren Durchmesser aufweist als die Sacköffnung 40.

Der Lagerbock 16 ist - im Querschnitt betrachtet - als Hohlprofil ausgebildet und besitzt einen oberen Schenkel 48 und einen unteren Schenkel 50. Die Schenkel 48 und 50 sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Der obere Schenkel 48 besitzt eine Durchgangsöffnung 52, deren Durchmesser deutlich größer ist als die Durchgangsöffnung 46 des keilförmigen Elementes 22. Der untere Schenkel 50 besitzt ebenfalls eine Durchgangsöffnung 54, dessen Wandung 56 wulstförmig ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich, dass in der Mitte des Schenkels 50 die Durchgangsöffnung 54 ihren kleinsten Durchmesser (d) hat, der sich zu dem oberen beziehungsweise unteren Rand des Schenkels 50 vergrößert.

Der Justiereinrichtung 20 ist ein insgesamt mit 58 bezeichnetes Justierwerkzeug zugeordnet. Das Justierwerkzeug 58 umfasst einen Betätigungsarm 60 und eine Betätigungshandgriff 62. Der Betätigungsarm 60 ist stabförmig ausgebildet und besitzt eine Außendurchmesser D, der dem Innendurchmesser d der Durchgangsöffnung 54 des Lagerbockes 16 entspricht. Der Betätigungsarm 60 kann - wie Fig. 1 verdeutlicht - unter einem Winkel gebogen verlaufen.

An seinem, dem Betätigungshandgriff 62 abgewandten Ende besitzt der Betätigungsarm 60 einen kugelförmigen Körper 64, dessen äußere Mantelfläche 66 als Vielkant, insbesondere als Sechskant, ausgebildet ist. Die Dimensionierung des Sechskants des Körpers 64 entspricht dem Innensechskant der Mantelfläche 42 der Sackbohrung 40.

Nachfolgend wird die Funktion der Justiereinrichtung 20 unter Zuhilfenahme der Darstellung in Fig. 3 - in der gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind - näher erläutert:

Nachdem die Instrumententafel 10 auf den Lagerböcken 16 vorpositioniert ist, kann eine Feinjustage in die endgültige Einbaulage durch das Justierwerkzeug 58 erfolgen. Hierzu wird der Betätigungsarm 60 des Justierwerkzeuges 58 durch die Durchgangsöffnungen 54 und 52 derart geführt, dass der Körper 64 mit dem Außensechskant in die Sacköffnung 40 mit dem Innensechskant 42 formschlüssig eingreift. Da der Außendurchmesser D des Betätigungsarmes 60 dem kleinsten Innendurchmesser d der Durchgangsöffnung 54 entspricht, wird im Bereich des Schenkels 50 des Lagerbockes 16 ein Drehpunkt 68 ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass eine Krafteinwirkung auf den Betätigungshandgriff 62 über den als Lagerpunkt dienenden Drehpunkt 68 auf die Justiereinrichtung 20 übertragen wird. Wird beispielsweise der Betätigungshandgriff 62 in x-Richtung bewegt, erfährt die Justiereinrichtung 20 eine entgegengesetzte Bewegung ebenfalls in x-Richtung. Das Gleiche gilt, wenn der Handgriff 62 in y-Richtung bewegt wird, erfährt die Justiereinrichtung 20 ebenfalls eine entgegengerichtete Bewegung in y-Richtung. Da die Justiereinrichtung 20 mit dem Tragelement 18 über den Zylinder 36 formschlüssig verbunden ist, kann somit eine gewollte Verlagerung des Tragelementes 18 und somit der Instrumententafel 10 in x- und/oder y-Richtung durch einfaches Verschwenken des Betätigungshandgriffes 62 erzeugt werden. Der Betätigungsarm 60 bildet hierbei gleichzeitig einen Kraftarm, so dass relativ geringe Betätigungskräfte zum Verlagern der Instrumententafel 10 notwendig sind. Dadurch, dass ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 52 wesentlich größer ist als der Durchmesser D des Betätigungsarmes 60, erfährt diese Bewegung in x- und/oder y-Richtung in relativ großen Grenzen keine Behinderung.

Durch Drehen des Justierwerkzeuges 58 um die Längsachse 70 des Betätigungsarmes 60 erfährt über den Formschluss zwischen dem Außensechskant des Körpers 64 und dem Innensechskant der Mantelfläche 42 der Zylinder 36 ebenfalls diese Drehbewegung. Da der Zylinder 36 formschlüssig in die Öffnung 38 des Tragelementes 18 eingreift, führt diese Drehbewegung - entsprechend einer Exzentrizität des Exzenter 34 zur Drehachse 70 - zu einem Verschieben des keilförmigen Elementes 22 in x-Richtung. Entsprechend der Drehrichtung des Justierwerkzeuges 58 kann hier der Richtungsvektor der Verschiebung des Elementes 22 in x-Richtung bestimmt werden. Durch Aufeinanderliegen der in der schiefen Ebene angeordneten Flächen 24 und 26 erfährt bei Verlagerung des Elementes 22 in x-Richtung das Tragelement 18 und somit die Instrumententafel 10 eine Verlagerung in z-Richtung.

Anhand der Erläuterungen wird ohne Weiteres deutlich, dass durch einfache taktile Handhabungen eines Monteurs eine hochgenaue Justierung der Instrumententafel 10 in allen drei Raumrichtungen, das heißt in x-Richtung, y-Richtung und/oder z-Richtung, erfolgen kann. Somit ist ein Ausrichten der Instrumententafel 10 in die endgültige Einbaulage in der Kraftfahrzeugkarosserie 12 in einfacher und präziser Weise möglich. Nach Erreichen der endgültigen Einbauposition erfolgt eine kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung der Instrumententafel 10, beziehungsweise dessen Trägers, mit der Kraftfahrzeugkarosserie, so dass eine Veränderung dieser erreichten Einbaulage nachfolgend nicht mehr möglich ist. Hierzu können bekannterweise eine entsprechende Anzahl von Schraubverbindungen oder dergleichen vorgesehen sein.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsvariante. Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

Gemäß der hier gezeigten Ausführungsvariante ist der Zylinder 36 als Hohlzylinder ausgebildet, wobei eine über das Tragelement 18 weisende Öffnung 72 mit einem Stopfen 74, insbesondere einem Kunststoffstopfen 74, verschlossen ist.

Wie die Detailansicht in Fig. 4a zeigt, kann die Führung 30 des Tragelementes 18 noch so ausgebildet sein, dass diese in entsprechende randoffene Ausnehmungen 28 des Elementes 22 eingreift. Auch so wird eine Beweglichkeit des Elementes 22 in x-Richtung relativ zum Tragelement 18 möglich.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Instrumententafel

12

Kraftfahrzeugkarosserie

14

A-Säulen

16

Lagerböcke

18

Tragelement

20

Justiereinrichtung

22

keilförmiges Element

24

Fläche, dem Tragelement zugewandt

26

Auflagefläche

28

Kragen

30

Führung

32

Durchgangsöffnung

34

Exzenter

36

Zylinder

38

korrespondierende Öffnung

40

Sackbohrung

42

Mantelfläche

44

Innenraum

46

Durchgangsöffnung

48

oberer Schenkel

50

unterer Schenkel

52

Durchgangsöffnung

54

Durchgangsöffnung

56

Wandung

58

Justierwerkzeug

60

Betätigungsarm

62

Betätigungshandgriff

64

kugelförmiger Körper

66

äußere Mantelfläche

68

Drehpunkt

70

Längsachse

72

Öffnung

74

Stopfen
D Außendurchmesser
d Innendurchmesser
x, y, z Raumrichtungen

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Justieren einer Baugruppe, insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges, in eine Einbaulage zu einem Halteelement, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie, gekennzeichnet durch eine in die Baugruppe (10) integrierte Justiereinrichtung (20).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (20) mit einem Tragelement (18) der Baugruppe (10) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (20) mit dem Tragelement (18) unverlierbar verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12, 14) wenigstens einen Lagerbock (16) aufweist, auf dem die Baugruppe (10) mit seinem Tragelement (18) ablegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (18) einstückig mit der Baugruppe (10) oder einem Träger der Baugruppe (10) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (20) ein keilförmiges Element (22) umfasst, dessen dem Tragelement (18) zugewandte Fläche (24) in einer Raumrichtung (x-Richtung) unter einem Winkel abfällt und die gegenüber liegende Auflagefläche (26) des Tragelementes (18) korrespondierend zu der Fläche (24) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (24) und die Auflagefläche (26) selbsthemmend sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (22) in der x-Richtung längsverschieblich angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (22) eine Durchgangsöffnung (32) umfasst, in der ein Exzenter (34) um eine Drehachse (70) drehbar angeordnet ist, und der Exzenter (34) einen zur Drehachse (70) zylindrischen Abschnitt (36) aufweist, der in eine korrespondierende Ausnehmung (38) des Tragelementes (18) eingreift.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (36) eine in Richtung des Lagerbockes (16) weisende Sacköffnung (40) aufweist, die mit Durchgangsöffnung (46) des Elementes (22) sowie Durchgangsöffnung (52, 54) des Lagerbockes (16) korrespondiert.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (54) des Lagerbockes (16) eine Führung für ein externes Justierwerkzeug (58) bildet.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierwerkzeug (58) einen Betätigungsarm (60) umfasst, dessen Außendurchmesser (D) einem Innendurchmesser (d) der Durchgangsöffnung (54) entspricht.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsarm (60) einen Körper (64) umfasst, der in die Sacköffnung (40) formschlüssig eingreift.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (64) und die Sacköffnung (40) korrespondierende Vielkantabschnitte, insbesondere Sechskantabschnitte (42, 66), aufweisen.