DE102004004997A1 - Verfahren zum ausgerichteten Montieren eines Bauelements an einer Fahrzeugkarosserie und entsprechende Fahrzeugkarosserie - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren dient zum ausgerichteten Montieren mindestens eines Bauelements (10) an eine Fahrzeugkarosserie (12) in einem Verbindungsbereich (14). Hierbei ist vorgesehen, dass das Bauelement (10) im Verbindungsbereich (14) relaitv zu einem montierten Funktionselement (16) der Fahrzeugkarosserie (12), das außerhalb des Verbindungsbereichs (14) angeordnet ist und mit dem montierten Bauelement (10) in einem Angrenzungsbereich zusammenwirkt, ausgerichtet und anschließend an der Fahrzeugkarosserie (12) befestigt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ausgerichteten Montieren mindestens eines Bauelements an eine Fahrzeugkarosserie in einem Verbindungsbereich, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Fahrzeugkarosserie mit einem entsprechend ausgerichteten Bauelement, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
- Verfahren und Fahrzeugkarosserien der eingangs genannten Art sind bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 41 34 436 A1 eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem sich zwischen A-Säulen erstreckenden Forderwandquerträger. An die Kraftfahrzeugkarosserie wird eine vormontierte Baueinheit bestehend aus einem weiteren Querträger, Lenkeinrichtungen, einer Armaturentafel sowie einem Heiz- oder Klimagerät montiert. Zum Ausgleich verschiedener Toleranzen ist die Armaturentafel, nicht jedoch das Klimagerät starr an dem weiteren Querträger befestigt. Mittels Zentriereinrichtungen, jeweils bestehend aus einem Zentrierdorn und einer Aufnahme, ist eine Ausrichtung der genannten Funktionseinheiten in Quer- und/oder Höhenrichtung möglich. - Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zum ausgerichteten Montieren mindestens eines Bauelements an eine Fahrzeugkarosserie in einem Verbindungsbereich vorzuschlagen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Fahrzeugkarosserie vorzuschlagen.
- Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Bauelement im Verbindungsbereich relativ zu einem montierten Funktionselement der Fahrzeugkarosserie, das außerhalb des Verbindungsbereichs angeordnet und mit dem montierten Bauelement in einem Angrenzungsbereich zusammenwirkt, ausgerichtet und anschließend an der Fahrzeugkarosserie befestigt wird. Hierdurch ist es möglich, das Bauelement relativ zum montierten Funktionselement exakt ausgerichtet zu montieren und somit einen korrekten und präzise ausgerichteten Übergang zwischen dem Bauelement und dem Funktionselement im Angrenzungsbereich zu schaffen. Ein derartiger Übergang kann beispielsweise eine Sichtkante und/oder eine Sichtfuge enthalten. Mittels der gegenüber dem Funktionselement ausgerichteten Montage des Bauelements an der Fahrzeugkarosserie können somit die Auswirkungen von Lagetoleranzen des montierten Funktionselements auf das Bauelement durch die nun angepasste Ausrichtung desselben Bauelements ausgeglichen werden. Die Soll-Montageposition des Bauelements innerhalb der Fahrzeugkarosserie ist somit nicht von Anfang an fest vorgegeben, sondern kann bei mehreren Fahrzeugkarosserien in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Lagetoleranz des montierten Funktionselements geeignet variieren. Bei einem toleranzbehaftet montierten Funktionselement würde sich dagegen nach einer exakt zur Fahrzeugkarosserie zentrierten Montage des Bauelements ein Übergangszone zwischen dem Bauelement und dem Funktionselement in deren Angrenzungsbereich ergeben, der ggf. die ästhetischen und gegebenenfalls auch funktionellen Anforderungen an das Fahrzeug wenigstens nicht vollständig erfüllen würde. Beispielsweise könnte ein derartiger Angrenzungsbereich durch eine ggf. versetzte Anordnung des Bauelements relativ zum Funktionselement oder durch eine mögliche nicht korrekte Fugenbreite zwischen diesen Elementen ästhetisch beeinträchtigt sein.
- Mit Vorteil wird vor dem Befestigen des Bauelements an der Fahrzeugkarosserie eine an die jeweilige Position des Funktionselements lageangepasste Verbindungsstelle im Verbindungsbereich für das Bauelement ermittelt. Somit kann eine fahrzeugspezifische Bestimmung der Verbindungsstelle im Verbindungsbereich für das Bauelement erfolgen, so dass das Bauelement stets an das Funktionselement lageangepasst an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann. Es findet somit während des Montageprozesses des Bauelements die Bestimmung einer Soll-Verbindungsstelle im Verbindungsbereich an der Fahrzeugkarosserie statt. Die Ermittlung der genauen und lageangepassten Verbindungsstelle kann dabei manuell oder auch automatisiert erfolgen.
- Entsprechend einer möglichen Ausführungsform wird mindestens ein Verbindungselement ausrichtungsgenau an der Fahrzeugkarosserie an der Verbindungsstelle angebracht. Das Verbindungselement wird an die Fahrzeugkarosserie vorzugsweise angeschweißt. Gegebenenfalls sind auch andere Anbindungsformen des Verbindungselements an die Fahrzeugkarosserie denkbar, wie zum Beispiel Klebverbindungen, Schraubverbindungen oder andere geeignete Verbindungsformen. Das Verbindungselement kann beispielsweise als ein Aufnahmebolzen ausgebildet sein, mit dem das Bauelement zur Einnahme einer ausrichtungsgenauen Montageposition verbunden wird. Ein derartiger Aufnahmebolzen ist fertigungstechnisch verhältnismäßig einfach, präzise und schnell mit der Fahrzeugkarosserie verbindbar. Dem Aufnahmebolzen kann beispielsweise ein Langloch des Bauelements zugeordnet sein zur Herstellung einer Form und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Bauelement und der Fahrzeugkarosserie. Eine derartige Verbindung des Bauelements mit der Fahrzeugkarosserie ist besonders montagefreundlich und hinreichend lagegenau realisierbar.
- Entsprechend einer weiteren, alternativen Ausführungsform ist das Verbindungselement jeweils ein Aufnahmebolzen, dem ein Langloch des Bauelements zugeordnet ist, wobei mindestens zwei Aufnahmebolzen jeweils eine richtungsspezifisch ausgerichtete Positionierung des Bauelements relativ zur Fahrzeugkarosserie ermöglichen. Mittels einer Mehrzahl an Verbindungselementen ist es möglich, wenigstens in zwei unterschiedlichen Montagerichtungen eine lagepräzise und in Bezug auf das Funktionselement exakt ausgerichtete Positionierung des Bauelements an der Fahrzeugkarosserie und somit eine korrekte Montage desselben zu gewährleisten. Gemäß einer anderen, alternativen Ausführungsform kann das Verbindungselement auch eine Öffnung und insbesondere ein Langloch im Verbindungsbereich der Fahrzeugkarosserie sein, wobei ein derartiges Verbindungselement beispielsweise mit einem Aufnahmebolzen des Bauelements verbindbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann ggf. eine Mehrzahl an Verbindungselementen vorgesehen sein.
- Das Funktionselement kann eine in Bezug auf das Bauelement ausrichtungsrelevante Flächekontur aufweisen. Dabei wird die Flächenkontur beziehungsweise ein oder mehrere Konturdetails als Referenz zur Ermittlung einer lageangepassten Verbindungsstelle im Verbindungsbereich für das Bauteil genutzt. Gegebenenfalls kann das Funktionselement eine in Bezug auf das Bauelement ausrichtungsrelevante Öffnung und/oder Kante und/oder Vorsprung aufweisen. Derartige Strukturmerkmale sind messtechnisch verhältnismäßig einfach ermittelbar und deren räumliche Lage hinreichend genau bestimmbar.
- Die Montage des Bauelements kann automatisiert und insbesondere im Rahmen einer Serienmontage erfolgen. Es lassen sich nun gegebenenfalls vollautomatisiert individuell am Fahrzeug auftretende und unterschiedlich große Lagetoleranzen des Funktionselements relativ zur restlichen Fahrzeugkarosserie in Bezug auf die Montage des Bauelements zuverlässig und präzise ausgleichen. Dabei handelt es sich bei den Lagetoleranzen selbstverständlich um Toleranzen, die innerhalb einer zulässigen Toleranzbreite liegen, so dass das Funktionselement weiterhin hinreichend genau an der restlichen Fahrzeugkarosserie montiert ist. Mittels der ausgerichteten Montage des Bauelements wird nun eine korrekte Positionierung desselben relativ zum Funktionselement gewährleistet auch bei geringfügigen Lagetoleranzen des Funktionselements.
- Das Bauelement kann ein Interieurelement und das Funktionselement ein Karosserieelement sein. Da die Montage derartiger Fahrzeugteile üblicherweise zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgt, ist eine Lageanpassung des Bauelements an das montierte Funktionselement während der Bauelementmontage besonders effektiv durchführbar. Dabei kann das Bauelement beispielsweise eine Instrumententafel-Einheit und das Funktionselement eine Rohtür sein. Mittels des beschriebenen Verfahrens ist es möglich, einen optisch korrekten Angrenzungsbereich zwischen der Instrumententafel-Einheit und der Rohtür -beziehungsweise der Innenverkleidung der benachbarten Fahrzeugtür- montagetechnisch verhältnismäßig einfach und reproduzierbar genau zu schaffen.
- Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Mittels einer derartigen Fahrzeugkarosserie lassen sich die in Bezug auf das Verfahren vorerwähnten Vorteile erzielen.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
- Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Teils einer Fahrzeugkarosserie und einer von dieser beabstandet angeordneten Instrumententafel-Einheit vor Durchführung des Montageprozesses; -
2 eine schematische Perspektivdarstellung der Innenseite einer Rohtür der Fahrzeugkarosserie der1 und -
3 eine schematische Ansicht der Fahrzeugkarosserie der1 mit zwei Rohtüren. - Die
1 bis3 zeigen in schematischen Darstellungen eine Fahrzeugkarosserie12 , an welcher ein Bauelement10 in Form einer Instrumententafel-Einheit26 montiert werden soll. Die Fahrzeugkarosserie12 enthält hierzu einen Verbindungsbereich14 , der durch zwei voneinander beabstandete A-Säulen30 und einem zwischenangeordneten Trägerelement36 bestimmt ist. Ferner enthält die Fahrzeugkarosserie12 , welche als Rohkarosserie ausgebildet ist, zwei montierte Funktionselemente16 jeweils in Form einer Rohtür28 (siehe insbesondere3 ). Die Rohtüren28 sind jeweils an ihrer Innenseite mit einer Flächenkontur20 versehen, welche eine Öffnung22 und eine Kante24 enthält. Die Instrumententafel-Einheit26 gemäß1 weist einen Querträger32 auf und ist mit einer Mehrzahl, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei Langlöchern34 versehen. Die Langlöcher34 dienen zur Befestigung der Instrumententafel-Einheit26 an der Fahrzeugkarosserie12 im Verbindungsbereich14 . Hierzu ist die Fahrzeugkarosserie12 im Verbindungsbereich14 an definierten Verbindungsstellen15 mit einem jeweils zugehörigen Verbindungselement18 in Form eines entsprechenden Aufnahmebolzens versehen. Die Verbindungselemente18 (Aufnahmebolzen) sind im Verbindungsbereich14 an die Fahrzeugkarosserie12 angeschweißt. Deshalb sind die Aufnahmebolzen aus einem schweißbaren Material, insbesondere aus einem metallischen Material hergestellt. - Zur Bestimmung der Verbindungsstellen
15 und somit der Befestigungspunkte für die Verbindungselemente18 an der Fahrzeugkarosserie12 wird an der Rohtür28 im Bereich der Flächenkontur20 die jeweilige Position des Funktionselements16 (Rohtür) relativ zur restlichen Rohkarosserie mittels geeigneter Messmittel automatisiert erfasst und in Abhängigkeit dieser ermittelten Messdaten unter Berücksichtigung von zulässigen Lagetoleranzen des Funktionselements16 eine jeweils lageangepasste Verbindungsstelle15 im Verbindungsbereich14 für das Bauteil10 bestimmt. Somit erfolgt die Bestimmung der jeweiligen Verbindungsstelle15 im Verbindungsbereich14 für das Bauteil10 fahrzeugspezifisch in Abhängigkeit der jeweiligen Position des montierten Funktionselements16 relativ zur Fahrzeugkarosserie12 . Mittels einer relativ zum Funktionselement16 lageangepassten Montage des Bauelements10 ist es nun möglich, einen definierten und optisch beziehungsweise ästhetisch korrekten Angrenzungsbereich zwischen einer Innenverkleidung (nicht in den Figuren dargestellt) einer Fahrzeugtür (Funktionselement16 ) und der an der Fahrzeugkarosserie12 montierten Instrumententafel-Einheit26 zu schaffen. Dabei kann insbesondere eine versetzte Montage der Instrumententafel-Einheit26 relativ zur Innenverkleidung der Fahrzeugtür (Funktionselement16 ) vermieden werden. - Zur Montage der Instrumententafel-Einheit
26 an der Fahrzeugkarosserie12 wird das Bauelement10 mit seinen Langlöchern34 auf die Verbindungselemente18 geschoben und mit selbigen geeignet verbunden. Hierzu sind die Langlöcher34 in zwei zueinander unterschiedlichen Richtungen (Z-Richtung und Y-Richtung) orientiert, sodass mittels der mit den Langlöchern34 zusammenwirkenden Verbindungselemente18 eine entsprechend richtungsspezifisch ausgerichtete Positionierung des Bauelements10 relativ zur Fahrzeugkarosserie12 möglich ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Montageposition des Bauelements10 in X-Richtung durch die Wirkverbindung der Verbindungselemente18 mit den Langlöchern34 nicht beschränkt. Das Bauelement10 kann bis zu einem Anschlag im Verbindungsbereich14 in X-Richtung an die Fahrzeugkarosserie12 angenähert werden, um anschließend in der Y-Z-Ebene ausrichtungsgenau mit selbiger verbunden zu werden. Die Ausrichtung in dieser Ebene findet dabei individuell für jede Fahrzeugkarosserie insbesondere unter Einsatz von automatisierten Fertigungs- und Montagemitteln (Messvorrichtungen, Schweißroboter, Montageroboter usw.) statt. - Da das Bauelement
10 mit jeder der beiden Rohtüren28 (Funktionselemente16 ) einen Angrenzungsbereich bildet, ist eine entsprechende Ausrichtung des Bauelements10 relativ zu beiden Rohtüren28 sinnvoll. Zur Ermöglichung einer geeigneten Ausrichtung in den zwei Angrenzungsbereichen ist die Instrumententafel-Einheit26 mit einem zentralen, sich in Z-Richtung (Fahrzeughöhenrichtung) erstreckenden Langloch34 und mit zwei seitlichen, sich in Y-Richtung (Fahrzeugbreitenrichtung) erstreckenden Langlöchern34 versehen, wobei die zwei seitlichen Langlöcher34 im Bereich der A-Säulen30 und somit jeweils in einem entsprechenden Angrenzungsbereich liegen. - Zur Durchführung des Montageverfahrens der Instrumententafel-Einheit
26 an die Fahrzeugkarosserie12 wird zunächst mittels geeigneter Messmittel, beispielsweise in Form eines Messroboters, die genaue Lage der Öffnung22 und/oder der Kante24 der Flächenkontur20 an der Innenseite der entsprechenden montierten Rohtür28 ermittelt und in Abhängigkeit dieser Messdaten die jeweilige Verbindungsstelle15 für die Verbindungselemente18 im Verbindungsbereich14 bestimmt. Anschließend werden die Verbindungselemente18 an der fahrzeugspezifisch bestimmten Verbindungsstelle15 der Fahrzeugkarosserie12 mittels geeigneter Montagemittel beispielsweise in Form eines Schweißroboters angeschweißt. Nun kann das vormontierte Bauelement10 (Instrumententafel-Einheit26 ) ausrichtungsgenau mit der Fahrzeugkarosserie12 im Verbindungsbereich14 derart verbunden werden, dass die Verbindungselemente18 der Fahrzeugkarosserie12 in die richtungsspezifisch sich erstreckenden Langlöcher34 ragen und somit eine in der Y-Z-Ebene definierte und in Bezug auf das Funktionselement16 angepasste Montage des Bauelements10 an die Fahrzeugkarosserie12 gewährleisten. Somit ist es möglich, an jedem Fahrzeug einen harmonischen Übergang von einer Türverkleidung zur Instrumententafel-Einheit zu schaffen.
Claims (12)
- Verfahren zum ausgerichteten Montieren mindestens eines Bauelements (
10 ) an eine Fahrzeugkarosserie (12 ) in einem Verbindungsbereich (14 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (10 ) im Verbindungsbereich (14 ) relativ zu einem montierten Funktionselement (16 ) der Fahrzeugkarosserie (12 ), das außerhalb des Verbindungsbereichs (14 ) angeordnet und mit dem montierten Bauelement (10 ) in einem Angrenzungsbereich zusammenwirkt, ausgerichtet und anschließend an der Fahrzeugkarosserie (12 ) befestigt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befestigen des Bauelements (
10 ) an der Fahrzeugkarosserie (12 ) eine an die jeweilige Position des Funktionselements (16 ) lageangepasste Verbindungsstelle (15 ) im Verbindungsbereich (14 ) für das Bauelement (10 ) ermittelt wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verbindungselement (
18 ) ausrichtungsgenau an der Fahrzeugkarosserie (12 ) an der Verbindungsstelle (15 ) angebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (
18 ) an die Fahrzeugkarosserie (12 ) angeschweißt wird. - Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (
18 ) ein Aufnahmebolzen ist, mit dem das Bauelement (10 ) zur Einnahme einer ausrichtungsgenauen Montageposition verbunden wird. - Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (
18 ) jeweils ein Aufnahmebolzen ist, dem ein Langloch (34 ) des Bauelements (10 ) zugeordnet ist, wobei mindestens zwei Aufnahmebolzen jeweils eine richtungsspezifisch ausgerichtete Positionierung des Bauelements (10 ) relativ zur Fahrzeugkarosserie (12 ) ermöglichen. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (
16 ) eine in Bezug auf das Bauelement (10 ) ausrichtungsrelevante Flächenkontur (20 ) aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (
16 ) eine in Bezug auf das Bauelement (10 ) ausrichtungsrelevante Öffnung (22 ) und/oder Kante (24 ) und/oder Vorsprung aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage des Bauelements (
10 ) automatisiert und insbesondere im Rahmen einer Serienmontage erfolgt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (
10 ) ein Interieurelement und das Funktionselement (16 ) ein Karosserieelement ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (
10 ) eine Instrumententafel-Einheit (26 ) und das Funktionselement (16 ) eine Rohtür (28 ) ist. - Fahrzeugkarosserie mit einem ausgerichteten Bauelement (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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