DE10055663A1 - Vorrichtung zur exakten Positionierung eines Bauteils - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur exakten Positionierung eines Bauteils, insbesondere zum Positionsausgleich bei der Montage eines Getriebeschaltgehäuses an einem Fahrzeugtunnel eines Kraftfahrzeuges, wobei an dem Fahrzeugtunnel eine als Fixierdorn ausgebildete Montagehilfe, und an einer vorgebbaren Stelle des Getriebeschaltgehäuses eine zur Aufnahme des Fixierdorns geeignete Positionieröffnung vorgesehen ist. DOLLAR A Verfahren zur exakten Positionierung eines an einem Fahrzeugtunnel eines Kraftfahrzeuges horizontal eingeschobenen und vertikal anzuhebenden Getriebeschaltgehäuses, wobei zur Positionierung ein Fixierdorn an dem Fahrzeugtunnel befestigt wird, der beim Verfahren des Getriebeschaltgehäuses in eine vertikale Richtung, das Getriebeschaltgehäuse in der zur vertikalen Richtung senkrechten horizontalen Ebene positioniert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur exakten Positionierung eines Bauteils, insbesondere zum Positionsausgleich bei der Montage eines Getriebeschaltgehäuses an einem Fahrzeugtunnel eines Kraftfahrzeuges.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur exakten Positionierung eines an einem Fahrzeugtunnel eines Kraftfahrzeuges horizontal eingeschobenen und vertikal anzuhebenden Getriebeschaltgehäuses.

Bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen werden bestimmte Bauteile mit standardisierten Montagehilfen zusammengefügt. Für die Positionierung der Getriebeschaltgehäuse relativ zum Fahrzeugtunnel verwendet man spezielle Einfahrrahmen, auf denen die Getriebeschaltgehäuse fixiert sind. Diese Einfahrrahmen ermöglichen in der Regel jedoch nur eine grobe Justierung. Durch Bauteiltoleranzen können aber Positionsabweichungen auftreten, die das Zusammenfügen der Bauteile erschwert. Es kann z. B. vorkommen, dass die am Getriebeschaltgehäuse angeordneten Stehbolzen beim Einfahrprozess nicht die dazugehörigen Löcher im Fahrzeugtunnel finden. Im Extremfall muss der Produktionsprozess unterbrochen werden, um das Schaltgehäuse manuell nachzujustieren. Häufig werden, um dies zu verhindern, die Durchmesser der betreffenden Bohrlöcher entsprechend vergrößert, was wiederum zu unerwünscht großen Fertigungstoleranzen führt.

Insbesondere bei Automatikschaltungen ist oft zusätzlich eine Nachjustierung mit kostspieligen speziellen Lehren erforderlich. Um die Lehre einsetzen zu können, benötigen die Wählhebel zusätzlichen Platz umlaufend am Griff, was den konstruktiven Aufwand erhöht.

Besonders problematisch ist es, wenn konstruktionsbedingt, der Einfahrrahmen als Positionierungshilfe nicht verwendet werden kann, etwa wenn bedingt durch große Katalysatoren die Wärmeabschirmbleche, die auf dem Einfahrrahmen fixiert sind, entsprechend groß ausgebildet werden müssen. Dann dienen nur die Wärmeabschirmbleche als Orientierung beim Einfahrprozess. Dies führt jedoch zu noch größeren Toleranzen bei der Montage.

Aus der DE 39 28 971 A1 ist eine Montageeinrichtung bekannt, bei der mit einem Ausgleichselement Positions- und Winkelabweichungen beim maschinellen Zusammenfügen von zwei Bauteilen ausgeglichen werden können. Das Ausgleichselement ist zwischen dem Arm einer Arbeitsstation, z. B. einem Montageautomaten und einem Werkzeug, welches ein Bauteil hält, angeordnet. Das beschriebene Ausgleichselement besteht aus zwei Elementen, die gegen die Wirkung einer Rückstellkraft Relativ- und Schwenkbewegungen ausführen können. Beide Teile sind jeweils aus mehreren miteinander verschraubten Platten zusammengesetzt. Das erste Element ist mit dem Arm des Montageautomaten verbunden, das zweite Element ist mit dem Werkzeug verbunden. Drei, um die Mittelachse des werkzeugseitigen Teils des Ausgleichselements versetzt angeordnete Zentrierelemente sorgen über Federkräfte für eine definierte Nullstellung in bezug auf mögliche Ausgleichsbewegungen beim Zusammenfügen eines von dem Werkzeug gehaltenen Bauteils, beispielsweise einem Stift, mit einem zweiten Bauteil, beispielsweise einer Hülse.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist der hohe Konstruktionsaufwand für die Herstellung des Ausgleichselements. Die Integration eines solchen Ausgleichselementes in eine Montageeinrichtung für Getriebeschaltgehäuse für Kraftfahrzeuge ist zudem sehr aufwendig und kostspielig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Einbau von Getriebeschaltgehäusen in Kraftfahrzeuge zu finden, die mit relativ einfachen Mitteln und geringem finanziellem Aufwand eine genaue Positionierung eines Getriebeschaltgehäuses am Fahrzeugtunnel eines Kraftfahrzeuges ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass an dem Fahrzeugtunnel eine als Fixierdorn ausgebildete Montagehilfe, und an einer vorgebbaren Stelle des Getriebeschaltgehäuses eine zur Aufnahme des Fixierdorns geeignete Positionieröffnung vorgesehen ist.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass durch den Fixierdom beim Einfahrprozess, d. h. beim Zusammenfügen von Getriebeschaltgehäuse und Fahrzeugtunnel, das Getriebeschaltgehäuse in die vorgesehene Position gerückt wird.

Die am Getriebeschaltgehäuse angeordneten Stehbolzen treffen somit sicher die Löcher im Fahrzeugtunnel. Es besteht damit keine Gefahr mehr, dass der Fertigungsprozess bei der Montage des Getriebeschaltgehäuses unterbrochen werden muss. Eine zeitaufwendige und kostspielige Nachjustierung mit speziellen Lehren entfällt. Die Zeit für die Positionierung der Getriebeschaltgehäuse wird dadurch im Mittel verkürzt. Auch der erhöhte Platzbedarf, der umlaufend am Griff des Wählhebels nötig ist, um eine Lehre anzusetzen, entfällt, was sich günstig auf den konstruktiven Aufwand auswirkt. Insgesamt ermöglicht der Fixierdom eine genauere prozesssichere Positionierung eines Getriebeschaltgehäuses ohne weitere Hilfsmaßnahmen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Fixierdorn konisch ausgebildet. Die konische Form eignet sich besonders für einen Positionsausgleich zweier Bauteile. Bei der Montage genügt es zunächst, dass eine vorgegebene Positionieröffnung des zu justierenden Getriebeschaltgehäuses die Spitze des am Fahrzeugtunnel angeordneten Fixierdorns trifft. Beim weiteren Zusammenfügen des Schaltgehäuses mit dem Fahrzeugtunnel werden mögliche Positionsabweichungen in der Ebene senkrecht zur Einfahrrichtung ausgeglichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fixierdorn eine erste Stufe für die Positionierung des Getriebeschaltgehäuses auf. Diese Stufe unterbricht den konischen Mantel des Fixierdorns zwischen der Spitze und einem oberen Mantelabschnitt. Diese Stufe ist so ausgebildet, dass beim Einfahrprozess, Stehbolzen, die an dem Getriebeschaltgehäuse angeordnet sind, die dazugehörigen Durchgangslöcher im Fahrzeugtunnel treffen. Dies hat den Vorteil einer schnellen und sicheren Grobjustierung bei der Montage.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fixierdorn eine zweite Stufe auf. Die zweite Stufe ermöglicht eine sehr genaue Positionierung des Getriebeschaltgehäuses am Fahrzeugtunnel. Eine Nachjustierung mit speziellen Lehren wird dadurch überflüssig, was sich bzgl. Zeit und Material kostengünstig auf den Fertigungsprozess auswirkt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Stufen des Fixierdorns können so angeordnet sein, dass sie den Fixierdorn der Länge nach in drei vorgebbar große Abschnitte teilen. Dadurch kann in Verbindung mit einem vorgebbaren Grundflächendurchmesser des Fixierdorns, in Abstimmung mit dem Durchmesser der Positionieröffnung im Getriebeschaltgehäuse der mögliche Positionsausgleich der jeweiligen Stufe, sowie die Gesamtgenauigkeit der Positionierung des Getriebeschaltgehäuses am Fahrzeugtunnel vorgegeben werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fixierdorn eine Verankerungsvorrichtung auf. Mit einer Verankerungsvorrichtung lässt sich der Fixierdom auf einfache Weise an einem Fahrzeugtunnel befestigen. Grundsätzlich kann der Fixierdorn mit einer Verankerungsvorrichtung auch kurzfristig nur bei Notwendigkeit auf einfache Weise schnell eingebaut werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Fixierdorn als Verankerungsvorrichtung eine Rastvorrichtung auf. An seiner Grundfläche ist ein verbreiterter Mantelrand und an der Mantelfläche sind Rastelemente, sogenannte Klipps, vorgesehen. An dem Fahrzeugtunnel ist an einer vorgebbaren Stelle eine Rastvorrichtungsöffnung zur Aufnahme eines Fixierdoms vorgesehen. Die Rastvorrichtungsöffnung für den Einbau des Fixierdorns am Fahrzeugtunnel kann in Verbindung mit der Positionieröffnung am Getriebeschaltgehäuse an einer konstruktiv günstigen Stelle vorgegeben werden. Die Rastvorrichtungsöffnung ermöglicht das Einsetzen des Fixierdorns mit einer Rastvorrichtung von außen, d. h. von der dem Getriebeschaltgehäuse abgewandten Seite, in den Fahrzeugtunnel. Aufwendige Befestigungen von innen am Fahrzeugtunnel, etwa durch verschrauben, verschweißen oder verkleben des Fixierdorns sind somit nicht notwendig. Der Durchmesser kann dabei so gewählt werden, dass er der Rastvorrichtung des Fixierdorns angepasst ist. Der Mantelrand verhindert zum einen das Durchfallen des Fixierdorns beim Einsetzen in die vorgesehene Rastvorrichtungsöffnung von außen in den Fahrzeugtunnel, und dient zum anderen im Zusammenhang mit den Klipps als Druckfläche, die von außen gegen den Mantelrand der Rastvorrichtungsöffnung wirkt. Die Klipps werden beim Einsetzen in den Fahrzeugtunnel zusammengedrückt und kehren aufgrund ihrer Rückstellkraft unter dem Rand der Rastvorrichtungsöffnung in ihre Ausgangsstellung zurück. Der Fixierdorn wird mit dieser Rastvorrichtung auf einfache Weise gegen ein unbeabsichtigtes Herausdrücken bei der Montage des Getriebeschaltgehäuses gesichert.

Die bekannten Verfahren zur Positionierung eines Schaltgehäuses an einem Fahrzeugtunnel weisen die oben genannten Nachteile auf.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine exakte Positionierung eines Getriebeschaltgehäuses an einem Fahrzeugtunnel ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 9 dadurch gelöst, dass zur Positionierung ein Fixierdorn an dem Fahrzeugtunnel befestigt wird, der beim Verfahren des Getriebeschaltgehäuses in eine vertikale Richtung, das Getriebeschaltgehäuse in der zur vertikalen Richtung senkrechten horizontalen Ebene positioniert.

Die Verwendung des Fixierdoms zur Positionierung des Getriebeschaltgehäuses löst auf einfache Weise die Problematik der Toleranzen beim Einfahrprozess. Beim Anheben wird das Getriebeschaltgehäuse automatisch in die richtige Position gerückt. Mit dieser Vorgehensweise kann sichergestellt werden, dass die Stehbolzen am Getriebeschaltgehäuse sicher die Öffnungen am Fahrzeugtunnel finden. Ein kontinuierlicher Fertigungsprozess kann damit gewährleistet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Einfahrprozess in zwei Schritten. Dadurch kann in einem ersten Schritt sehr schnell eine Grobpositionierung vorgenommen werden, in einem zweiten Schritt erfolgt dann die Feinpositionierung, und das Getriebeschaltgehäuse rückt in seine endgültige Position. Dies ist eine besonders effektive Methode um eine schnelle und sichere Positionierung vorzunehmen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht im Schnitt eines Fixierdorns und

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt eines Getriebeschaltgehäuses und eines Fahrzeugtunnels mit eingebautem Fixierdorn.

Eine Vorrichtung zur genauen Positionierung eines Getriebeschaltgehäuses 7 an einem Fahrzeugtunnel 6 besteht im wesentlichen aus einem Fixierdom 1, der in einer Rastvorrichtungsöffnung 10 des Fahrzeugtunnels 6 verankert ist, und einer Positionieröffnung 9 zur Aufnahme des Fixierdorns 1 in dem Getriebeschaltgehäuse 7.

Der Fixierdorn 1 hat eine konische Grundform, die stufenförmig mit einer ersten Stufe 2 und einer zweiten Stufe 3 ausgestaltet ist. Am oberen Bereich des Mantels 16 sind vier Klipps 5 angeordnet. Diese Klipps 5 sind als Rastelemente mit Federkraft ausgebildet, die sich beim Einsetzen in die kreisförmige Rastvorrichtungsöffnung 10 des Fahrzeugtunnels 6 zusammendrücken und durch ihre Rückstellkraft unterhalb des Randes 19 der Rastvorrichtungsöffnung 10 wieder in ihre Ausgangsform zurückkehren. Der Durchmesser 18 der Rastvorrichtungsöffnung 10 ist nur geringfügig größer gewählt als der Durchmesser 17 der Grundfläche des Fixierdorns 1, so dass sich der Fixierdorn 1 einerseits leicht in die Rastvorrichtungsöffnung 10 des Fahrzeugtunnels 6 einsetzen lässt, und andererseits die Klipps 5 den Fixierdorn gegen ein unbeabsichtigtes Zurückschieben sichern. An der Grundfläche des Fixierdorns 1 ist ein Mantelrand 4 mit einem etwas größeren Durchmesser 20 ausgebildet, der den Fixierdorn 1 in Wirkverbindung mit den Klipps 5 im Fahrzeugtunnel 6 verankert. Insgesamt ist dadurch der Fixierdorn gegen unbeabsichtigtes Durchrutschen und Zurückschieben durch die Rastvorrichtungsöffnung 10 bei der Positionierung des Getriebeschaltgehäuses 7 gesichert und fest am Fahrzeugtunnel 6 verankert.

Das Getriebeschaltgehäuse 7 ist mit einem Stift 13 auf einem Wärmeabschirmblech 12 fixiert, wobei ein seitliches Spiel 14 vorgesehen ist. Das Wärmeabschirmblech 12 hat die Funktion eines Hitzeschutzschildes zur Abschirmung der Wärmeabstrahlung eines (nicht dargestellten) Katalysators zum Fahrzeugunterboden hin. Das Hitzeschutzschild kann seinerseits bei der Montage auf einem (nicht dargestellten) Einfahrrahmen fixiert sein.

Am Getriebeschaltgehäuse 7 ist eine Positionieröffnung 9 vorgesehen, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser 18 der Rastvorrichtungsöffnung 10 ist. Das Getriebeschaltgehäuse 7 weist einen Stehbolzen 8 auf, der bei der Positionierung am Fahrzeugtunnel 6 in eine Öffnung 15 eingesetzt werden soll. Der Durchmesser 17 des Fixierdorns 1 ist dabei wesentlich größer als der Durchmesser der Öffnung 15 ausgebildet. Die Lage der Positionieröffnung 9 ist so gewählt, dass der mittige Abstand zur Stehbolzenöffnung 15 mit dem mittigen Abstand zwischen Rastvorrichtungsöffnung 10 und Öffnung 15 übereinstimmt. Durch den Fixierdorn 1 wird dann beim Einfahren des Getriebeschaltgehäuses 7 in Richtung 11 des Fahrzeugtunnels 6, ein horizontaler Positionsausgleich gewährleistet.

Zur exakten Positionierung eines Getriebeschaltgehäuses 7 an einem Fahrzeugtunnel 6 wird an dem Fahrzeugtunnel 6 ein Fixierdorn 1 befestigt, der beim Verfahren des Getriebeschaltgehäuses 7 in Richtung 11 des Fahrzeugtunnels 6 in horizontaler Ebene eine Positionierung vornimmt.

Der Fixierdorn 1 wird vor dem Einfahren des Getriebeschaltgehäuses 7 am Fahrzeugtunnel 6 montiert. In einem ersten Schritt des Einfahrprozesses wird das Getriebeschaltgehäuse 7 in eine erste Position 22 gebracht und aus der ersten Position 22 in eine zweite Position 23 gerückt. Dies entspricht dem Erreichen der ersten Stufe 2 des Fixierdoms 1. Dabei genügt es, das die Spitze des Fixierdorns 1 zunächst nur an einer beliebigen Stelle die Positionieröffnung 9 trifft. Durch die Bewegung in Richtung 11 findet gemäß der konischen Form des Fixierdorns 1 ggf. ein seitlicher Positionsausgleich statt. Der Durchmesser des Fixierdorns 1 an der Stufe 2 ist so gewählt, dass der Stehbolzen 8 in jedem Fall die Öffnung 15 trifft und in die zweite Position 23 einrückt. Dadurch ist eine Grobjustierung erreicht. Die Gefahr einer Fertigungsunterbrechung (Bandstillstand) ist ausgeschlossen.

Die zweite Stufe 3 des Fixierdorns 1 dient zur Einnahme der exakten nichtdargestellten Endposition des Getriebeschaltgehäuses 7 am Fahrzeugtunnel 6. Je nach Spiel 14 der Fixierung am Wärmeabschirmblech 12 und dem Spiel durch den Unterschied der Durchmesser 17 des Fixierdorns 1 und dem Durchmesser 18 der Rastvorrichtungs-, bzw. Positionierungsöffnung, 10, bzw. 9, ergibt sich eine vorgebbare Positionierungsgenauigkeit. Der Fixierdorn 1 ermöglicht somit eine genaue und prozesssichere Positionierung des Getriebeschaltgehäuses 7 am Fahrzeugtunnel 6 ohne weitere Hilfsmaßnahmen wie etwa das nachträgliclhe Ausrichten mit speziellen Lehren, und kann gleichzeitig Bauteiltoleranzen bei der Montage ausgleichen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Fixierdorn

2

Erste Stufe

3

Zweite Stufe

4

Mantelrand

5

Klipp

6

Fahrzeugtunnel

7

Getriebeschaltgehäuse

8

Stehbolzen

9

Positionieröffnung

10

Rastvorrichtungsöffnung

11

Richtung beim Einfahren

12

Wärmeabschirmblech

13

Stift

14

Spiel des Stiftes

13

15

Öffnung für Stehbolzen

16

Mantel des Fixierdorns

1

17

Durchmesser der Grundfläche des Fixierdorns

1

18

Durchmesser der Rastvorrichtungsöffnung

10

19

Rand der Rastvorrichtungsöffnung

10

20

Durchmesser des Mantelrandes

4

21

Länge des Fixierdorns

1

22

erste Position

23

zweite Position

Claims (10)

1. Vorrichtung zur exakten Positionierung eines Bauteils, insbesondere zum Positionsausgleich bei der Montage eines Getriebeschaltgehäuses (7) an einem Fahrzeugtunnel (6) eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrzeugtunnel (6) eine als Fixierdorn (1) ausgebildete Montagehilfe, und an einer vorgebbaren Stelle des Getriebeschaltgehäuses (7) eine zur Aufnahme des Fixierdorns (1) geeignete Positionieröffnung (9) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierdom (1) konisch ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierdorn (1) eine erste Stufe (2) zur Positionierung des Getriebeschaltgehäuses (7) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierdorn (1) eine zweite Stufe (3) zur Positionierung des Getriebeschaltgehäuses (7) aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe (2) und die zweite Stufe (3) den Fixierdorn (1) der Länge nach in drei vorgebbar große Abschnitte teilen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche des Fixierdorns (1) einen auf die Positionieröffnung (9) abgestimmten Durchmesser (17) aufweist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierdorn (1) eine Verankerungsvorrichtung aufweist, mit der er an dem Fahrzeugtunnel (6) befestigbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsvorrichtung als eine Rastvorrichtung ausgebildet ist, mit einem an der Grundfläche des Fixierdorns (1) angeordneten verbreiterter Mantelrand (4), und mit mindestens einem, am Mantel (16) des Fixierdorns (1) angeordneten, und eine Federkraft aufweisenden Klipp (5), und dass eine Rastvorrichtungsöffnung (10) für die Aufnahme des Fixierdorns (1) am Fahrzeugtunnel (6) vorgesehen ist, die einen mit dem Durchmesser (17) der Grundfläche des Fixierdorns (1) abgestimmten Durchmesser (18) aufweist.

9. Verfahren zur exakten Positionierung eines an einem Fahrzeugtunnel (6) eines Kraftfahrzeuges horizontal eingeschobenen und vertikal anzuhebenden Getriebeschaltgehäuses (7), dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung ein Fixierdorn (1) an dem Fahrzeugtunnel (6) befestigt wird, der beim Verfahren des Getriebeschaltgehäuses (7) in eine vertikale Richtung (11), das Getriebeschaltgehäuse (7) in der zur vertikalen Richtung (11) senkrechten horizontalen Ebene positioniert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung des Getriebeschaltgehäuses (7) am Fahrzeugtunnel (6) schrittweise erfolgt, mit einem ersten Schritt, der eine Grobpositionierung vornimmt, und mit einem zweiten Schritt, der eine Feinpositionierung vornimmt.