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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur lagegenauen Montage einer umklappbaren
geteilten Rückenlehne
eines Kraftfahrzeugsitzes.
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Ein
Kraftfahrzeugsitz mit einer geteilten Rückenlehne, deren einzelne Rückenlehnenteile
zur Schwenkung um eine horizontal und quer zur Fahrtrichtung verlaufende
Schwenkachse über
ein inneres im Bereich der Teilungsebene der Rückenlehne und ein äußeres im
Bereich der Seitenwand des Kraftfahrzeugs angeordnetes Scharnier
an der Karosserie angelenkt ist, ist z.B. aus der
DE 44 05 959 A1 bekannt.
Derartige Hintersitze werden vielfach bei Personen- oder Kombifahrzeugen
verwendet, die hinter der Rückenlehne
einen Laderaum aufweisen, welcher durch Umklappen der Rückenlehne
oder deren einzelnen Rückenlehnenteile
vergrößert werden kann.
Zur Verriegelung der Rückenlehnenteile
in der aufrechten Stellung ist an jedem Rückenlehnenteil eine Verriegelungsvorrichtung
vorgesehen, die in einen fest mit der Karosserie verbundenen Verriegelungsbügel einrastbar
ist (oder umgekehrt).
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Um
die beiden Rückenlehnenteile
ungehindert einzeln oder gemeinsam umklappen zu können, und
um eine qualitativ hochwertige Anmutung der Rückenlehne sowohl im aufrechten
als auch im umgeklappten Zustand sicherzustellen, ist eine hochgenaue
Positionierung der Schwenkachsen der beiden Rückenlehnenteile relativ zueinander
und relativ zur Karosserie notwendig. Weiterhin müssen die
Verriegelungbügel
hochgenau gegenüber
dieser Schwenkachse angeordnet sein, um ein kräftearmes Einrasten der Ver riegelungsvorrichungen
im aufrechten Zustand der Rückenlehnenteile
zu gewährleisten.
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Eine
hochgenaue Positionierung und Ausrichtung der Rückenlehnenteile setzt voraus,
daß die karosserieseitigen
Beschläge
der Rückenlehnen, nämlich die
Scharnierbeschläge
der Schwenkachsen und die Verriegelungsbügel, reproduzierbar und lagegenau
an den zugehörigen
Stellen der Karosserie befestigt sind. Da die Karosserie im Bereich
der hinteren Seitenwände
und der Hecktrennwand aus mehreren toleranzbehafteten Einzelteilen
zusammengesetzt ist, ist eine solche lagegenaue Positionierung nur
dann möglich,
wenn die karosserieseitigen Beschläge nach dem Zusammenbau dieser
Einzelteile und unter Berücksichtigung
der exakten individuellen Maße
der jeweiligen Karosserie in diese eingebracht und mit ihr verbunden
werden.
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In
herkömmlichen
Verfahren wird zur Befestigung der Beschläge an der Karosserie eine starre Lehre
verwendet, mit Hilfe derer definierte Befestigungspunkte auf der
Karosserie markiert werden; an diese Befestigungspunkte werden dann
mittels MAG-Schweißens Blechhalter
eingeschweißt,
an denen die karosserieseitigen Beschläge befestigt werden. Dieses
Verfahren hat den Nachteil, daß aufgrund
des MAG-Schweißens
Verzüge
an der Karosserie auftreten, die Änderungen in der Lage und Ausrichtung
der eingeschweißten
Blechhalter zur Folge haben; dies führt zu Abweichungen der Befestigungspunkte
von der Soll-Lage, die das Spaltmaß zwischen den Rückenlehnenteilen,
die Funktion des Klappens und den Kraftaufwand beim Einrasten der Rückenlehne
in die Schlösser
negativ beeinflussen. Solche Lageabweichungen können nur durch nachträgliche kostspielige
Nacharbeit korrigiert werden. – Weiterhin
ist die Verwendung einer starren Lehre zur Bestimmung der Befestigungspunkte
nachteilig, weil jede Änderung
in der Soll-Lage der Schwenkachse bzw. der Schlösser mit einer aufwendigen
und kostenintensiven Änderung
der Lehre einhergeht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Verfahren
zur Montage einer umklappbaren geteilten Rückenlehne bereitzustellen,
das prozeßsicher
eine reproduzierbare lagegenaue Positionierung und Ausrichtung der
Rückenlehnenteile
in der Karosserie gewährleistet.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
werden die karosserieseitigen Beschläge, an denen die Rückenlehnenteile
befestigt werden, mit Hilfe von Fixierhilfen an der Karosserie montiert.
Diese Fixierhilfen werden mittels eines Industrieroboters in die
Karosserie eingebracht und mittels eines verzugsarmen Fügeverfahrens
mit der Karosserie verbunden. Vorzugsweise sind die Fixierhilfen
als Bolzen ausgebildet und werden mit Hilfe des Bolzenschweißens an
die Karosserie angeschweißt
(siehe Anspruch 4). Auf diese Bolzen werden im Zuge der Montage
die karosserieseitigen Beschläge
(d.h. die Beschläge
für die
Scharniere und die Verriegelungsbügel) aufgesetzt; die Beschläge sind
hierzu mit Aussparungen zur Aufnahme der Bolzen versehen, was eine
hochgenaue Positionierung und Ausrichtung der karosserieseitigen
Beschläge an
den Fixierhilfen ermöglicht.
Die solchermaßen ausgerichteten
Beschläge
werden dann (z.B. über Schraubverbindungen)
mit der Karosserie verbunden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
gewährleistet
eine hochgenaue und prozeßsicher
reproduzierbare Positionierung der karosserieseitigen Beschläge; da diese
Beschläge
als Anlenkpunkte für
die Schwenkachsen und die Verriegelungsvorrichtungen der klappbaren
Rückenlehnenteile
dienen, ermöglicht
das Verfahren somit eine hochgenaue und prozeßsicher reproduzierbare Ausrichtung
der Schwenkachsen und ein leichtes Einrasten der Verriegelungsvorrichtungen
der geteilten Rückenlehnenteile
in die Verriegelungsbügel.
Dies wird durch die hochgenaue Positionierung und verzugsarme Befestigung
der lagebestimmenden Fixierhilfen in der Karosserie mit Hilfe eines
Industrieroboters erreicht.
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Weiterhin
können
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
konstruktionsbedingte Änderungen
in den Soll-Lagen der karosserieseitigen Beschläge schnell und kostengünstig implementiert werden,
da hierzu lediglich eine Änderung
des Steuerprogramms für
den Industrieroboter vonnöten
ist. Im Gegensatz zur Positionierung der Beschläge mit Hilfe einer starren
Lehre ist das erfindungsgemäße Verfahren
somit sehr schnell und kostensparend umrüstbar.
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Zur
Befestigung der Fixierhilfen an den gewünschten Positionen in einer
toleranzbehafteten Karosserie wird zunächst die Position eines fest
vorgegebenen Referenzpunkts in der Karosserie meßtechnisch ermittelt. Dies
erfolgt zweckmäßigerweise mit
Hilfe eines berührungslosen,
vorzugsweise mit Hilfe eines optischen Meßverfahrens (siehe Anspruch
3). Ausgehend von der Position dieses Referenzpunkts werden nun
die Soll-Positionen berechnet, an denen die Fixierhilfen in der
Karosserie befestigt werden müssen,
und die Fixierhilfen werden mit Hilfe des Industrieroboters an den
berechneten Soll-Positionen mit der Karosserie verbunden (siehe Anspruch
2).
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert; dabei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Kraftfahrzeug-Rückbank
mit geteilter Rückenlehne;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Hecktrennwand
...
2a ... ohne Fixierhilfen;
2b ...
nach Befestigung der Fixierhilfen;
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3 eine
Explosionsansicht eines Ausschnitts der Hecktrennwand mit einer
Fixierhilfe und einem darauf zu positionierendem Beschlag.
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1 zeigt
eine Aufsicht auf eine in eine Kraftfahrzeugkarosserie einzubauende
Rückbank 1 mit
einer außermittig
geteilten Rückenlehne 2,
deren Rückenlehnenteile 2' und 2'' einzeln schwenkbar gelagert sind.
Die Rückenlehnenteile 2',2'' sind mit (in 1 schematisch
angedeuteten) Befestigungsmitteln 3 versehen, die mit (in 1 schraffiert
angedeuteten) karosserieseitigen Beschlägen 3' zusammenwirken, um die Rückenlehnenteile 2',2'' im aufrechten und im umgeklappten
Zustand gegenüber
der Fahrzeugkarosserie zu fixieren: Jedes Rückenlehnenteil 2',2'' weist einen inneren, im Bereich
der Teilungsebene 4 der Rückenlehne 2 angeordneten
Beschlag 5' bzw.
5'' und einen äußeren, am
seitlichen Rand der Rückenlehne 2 angeordneten
Beschlag 6' bzw. 6'' auf. Durch die Zusammenwirkung
dieser Beschläge 5',5'',6',6'' mit
karosserieseitig vorgesehenen (in 1 schematisch
angedeuteten) Beschlägen 7',7'',8',8'' und
Scharnieren wird die Lage der Schwenkachsen 9',9'' der Rückenlehnenteile 2',2'' in der Karosserie festgelegt.
Weiterhin ist zur separaten Fixierung der Rückenlehnenteile 2',2'' im aufrechten Zustand an jedem
Rückenlehnenteil 2',2'' eine Verriegelungsvorrichtung 10' bzw. 10'' vorgesehen, die mit einem mit der (in
Figur nicht dargestellten) Hecktrennwand verbundenen und in 1 schraffiert
angedeuteten Verriegelungsbügel 11' bzw. 11'' zusammenwirkt.
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In
der aufrechten Lage der Rückenlehnenteile 2',2'' ist zwischen den beiden Zehnenteilen 2',2'' ein Spalt 12 ausgebildet,
der im Interesse einer hochwertigen Anmutung des Fahrzeugs über seine
gesamte Länge
hinweg möglichst
gleichförmig
sein sollte; die Ausprägung
dieses Spaltes 12 ist wesentlich beeinflußt durch
die Relativlage der beiden Verriegelungsbügel 11',11'',
in die die Verriegelungsvorrichtungen 10',10'' der
beiden Zehnenteile 2',2'' eingerastet sind, sowie durch
die Relativlagen der karosserieseitigen Scharnierbeschläge 5',5'',6',6'',
die die Lage der Schwenkachsen 9',9'' der
Zehnenteile 2',2'' bestimmen. Sind die Positionen
der karosserieseitigen Scharnierbeschläge 5',5'',6',6'' nicht hochgenau auf die Lagen
der Verriegelungsbügel 11',11'' abgestimmt, so ist weiterhin das
Einrasten der Ver riegelungsvorrichtungen 10',10'' der
Rückenlehnenteile 2',2'' in die Bügel 11',11'' nur
unter großem
Kraftaufwand möglich,
da hierbei eine Verformung des betreffenden Lehnenteils 2',2'' notwendig ist. Um ein ungehindertes
getrenntes oder gemeinsames Umklappen der beiden Rückenlehnenteile 2',2'' zu gewährleisten und um sicherzustellen,
daß der
Spalt 12 zwischen den beiden Zehnenteilen 2',2'' auch im umgeklappten Zustand gleichförmig ist,
müssen
die Schwenkachsen 9',9'' der Lehnenteile 2',2'' kollinear zueinander angeordnet
sein.
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Da
die Lehnenteile 2',2'' über ihre Befestigungsmittel 3 mit
den an der Karosserie befestigten Beschlägen 3' zusammenwirken, spielt die Lage
dieser karosserieseitigen Beschläge 3' eine entscheidende
Rolle zur Sicherstellung eines hochwertiges Aussehens und einer
ungehinderten Funktion der geteilten klappbaren Rückenlehne 2.
Sie setzt somit eine hochgenaue Positionierung und Befestigung der Beschläge 3' in der Karosserie
voraus. Im folgenden sind die Einzelschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt, mit Hilfe dessen eine solche hochgenaue und reproduzierbare
Positionierung und Befestigung der karosserieseitigen Beschläge 3' erreicht werden
kann.
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2a zeigt
eine Aufsicht auf eine Hecktrennwand 12 einer Rohbau-Fahrzeugkarosserie,
an der im Zuge der Fahrzeugmontage die Rückbank 1 befestigt
wird. Die Hecktrennwand 12 ist aus mehreren toleranzbehafteten
Einzelblechen zusammengesetzt. Um eine hochgenaue und reproduzierbare
Positionierung der karosserieseitigen Beschläge 3' sicherzustellen, wird auf der
Hecktrennwand 12 – nach ihrem
Einbau in die Fahrzeugkarosserie – zunächst die Lage eines Referenzkoordinatensystems 13 bestimmt,
relativ zu dem die karosserieseitigen Beschläge 3' positioniert werden sollen. Im
vorliegenden Fall liegt dieses Referenzkoordinatensystem 13 im
Bereich der (in 2a nicht sichtbaren) Konsole zur
Befestigung der inneren Drehlager für die Fondlehnenteile. Die
Lage des Ursprungs 14 des Referenzkoordinatensystems 13 kann
z.B. mit Hilfe eines optischen Meßverfahrens ermittelt werden.
Im vorliegenden Fall wird die Ursprungslage 14 unter Benutzung
des Lichtschnittverfahrens als Mittelpunkt eines gut einsehbaren
Kreislochs und von Flächenlagen bestimmt;
die Richtung der Koordinatenachsen entspricht den (in einem früheren Prozeßschritt
bestimmten) Hauptachsen der Karosserie.
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Die
so ermittelte Lage des Referenzkoordinatensystems 13 wird
an einen Industrieroboter (oder eine andere automatisierbare mechanische Einrichtung)
weitergegeben, der nun an bestimmten vorgegebenen Positionen, die
sich in vorgegebenen Raumlagen im Referenzkoordinatensystem 13 befinden,
Fixierhilfen 15 befestigt (siehe 2b). Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden diese Fixierhilfen 15 durch Bolzen gebildet, die
eine Länge
von 12 mm und einen Durchmesser von 6 mm haben und mittels Bolzenschweißen mit
der Hecktrennwand 12 verbunden werden. Das Bolzenschweißen hat
hierbei den Vorteil, mit sehr geringen Wärmeverzügen der umgebenden Bereiche
einherzugehen. Insgesamt werden für jedes klappbare Rückenlehnenteil 2',2'' je zwei Fixierhilfen 16',16'',17',17'' zur
Positionierung der karosserieseitigen Scharnierbeschläge 5',5'',6',6'' für die Schwenkachse 9',9'' und je eine Fixierhilfe 18',18'' zur Positionierung des Beschlags
für den
Verriegelungsbügel 11',11'' eingebracht.
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Im
Zuge der weiteren Montage werden auf die Fixierhilfen 15 die
zugeordneten karosserieseitigen Beschläge 3' aufgesteckt und dann mit der Hecktrennwand 12 verbunden.
Jeder Beschlag 3' ist
hierzu mit einer Ausnehmung 19 versehen, deren Durchmesser 20 genau
dem Durchmesser 21 der aufgeschweißten Bolzens 15 angepaßt ist,
so daß die
Lage des Beschlags 3' in
Zusammenbaulage mit dem Bolzen 15 mit hoher Genauigkeit
festgelegt ist. Die Detaildarstellung der 3 zeigt
dies schematisch für den äußeren Beschlag 8', der mit Hilfe
der Fixierhilfe 17' positioniert
wird. Der Beschlag 3' weist
weiterhin zwei Durchbrüche 22,22' auf, durch
die in Zusammenbaulage karosserieseitig vorgesehene Gewindebolzen 23,23' zur Verschraubung
des Beschlags 3' mit
der Karosserie hindurchragen. Um sicherzustellen, daß der über die
Fixierhilfe 15 positionierte Beschlag 3' verformungsfrei
mit der toleranzbehafteten Hecktrennwand 12 ver schraubt
werden kann, muß der
Durchmesser der Durchbrüche 22,22' entsprechend
größer als
der Durchmesser der Gewindebolzen 23,23' gewählt werden.
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In
einem späteren
Montageschritt nach der Befestigung der Beschläge 3' erfolgt die Montage der Rücksitze 1.
Hierzu werden die Befestigungsmittel 3 der Rückenlehnenteile 2',2'' – eventuell unter Zwischenschaltung
weiterer Scharnierteile – in
die karosserieseitigen Beschläge 3' eingerastet.
Aufgrund der Zentrierung der Beschläge 3' auf den hochgenau zum Referenzkoordinatensystem 13 (und
somit auch hochgenau relativ zueinander) ausgerichteten Fixierhilfen 15 wird
dabei eine hochgenaue Ausrichtung der Schwenkachsen 9',9'' und der Verriegelungsbügel 11',11'' gegenüber der Karosserie erreicht.
Dadurch wird ein unbehindertes getrenntes Schwenken der Rückenlehnenteile 2',2'' und eine exakte Gleichförmigkeit
des Spalts 12 zwischen diesen Zehnenteilen 2',2'' gewährleistet. Toleranzbedingte
geometrische Abweichungen der Hecktrennwand 12 werden dabei
kompensiert, da die Lage der Fixierhilfen 15 auf der in
die Karosserie verbauten Hecktrennwand 12 durch die Lage
des (unmittelbar vor der Befestigung der Fixierhilfen 15 ermittelten)
Koordinatensystems 13 bestimmt sind.
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Wenn
(aufgrund konstruktionsseitiger Änderungen)
die Lage der karosserieseitigen Beschläge 3' auf der Hecktrennwand 12 geändert werden
soll, so kann eine solche Positionsänderung leicht und schnell
durch eine Programmänderung
im Steuerungsprogramm des Industrieroboters erreicht werden, mit
Hilfe dessen die Fixierhilfen 15 auf der Hecktrennwand 12 befestigt
werden.
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Das
Verfahren ist neben dem dargestellten Beispiel auch für andere
Funktionen mit der Notwendigkeit einer hohen Maßhaltigkeit einsetzbar, z.B.
die Positionierung von Rohbauteilen, die mittels eines Schweißverfahrens
nachträglich
maßgenau
eingebracht werden müssen.