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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur lagegenauen
Positionierung zumindest einer Fahrzeugkomponente an einem Fahrzeug, wobei
die Fahrzeugkomponente vor der lagegenauen Positionierung am Fahrzeug
vormontierbar ist. Darüber
hinaus ist die Fahrzeugkomponente relativ bewegbar zu einem Bauteil
des Fahrzeugs angeordnet.
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Aus
der
DE 196 12 479
A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Einstellen
und lagegenauen Befestigen eines Kraftfahrzeug-Bauteils und/oder
einer Kraftfahrzeug-Bauteilgruppe an einem Kraftfahrzeug bekannt.
Zu dieser Einstellung und lagegenauen Befestigung wird zunächst eine Vorfixierung
an mindestens einem tragenden Teil des Kraftfahrzeugs durchgeführt, so
dass dann eine lagegenaue Einstellung und Hilfsfixierung mit mindestens einer
Schraub- und Halteverbindung und schließlich die endgültige Befestigung
mit üblichen
Befestigungsmitteln erfolgen kann. Nachfolgend wird dann die hilfsweise
vorgesehene Schraub- und Halteverbindung wieder gelöst und entfernt.
Die Schraub- und Haltevorrichtung ist somit durch Grobmontage und Ausbilden
eines Zwischenzustands lösbar
an dem Kraftfahrzeug befestigt. Ist die Endposition des Kraftfahrzeug-Bauteils
durch die Schraub- und Halteverbindung eingestellt, werden separate
Befestigungsmittel angebracht. Durch diese separaten Befestigungsmittel
erfolgt dann das dauerhafte weitere Halten des Kraftfahrzeug-Bauteils
in seiner Endposition.
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Das
bekannte Verfahren ist relativ aufwändig und kann nur eine relativ
unzureichend genaue Einstellung einer Position des Kraftfahrzeug-Bauteils
gewährleisten.
Darüber
hinaus ist die vorgeschlagene Vorrichtung aus einer Vielzahl von
Elementen konzipiert, welche eine Vielzahl an Betätigungen
erfordert, um das Einstellen und Anbringen eines Kraftfahrzeug-Bauteils
gewährleisten
zu können.
Darüber
hinaus ist der ganze Einstellvorgang relativ zeitaufwändig und
komplex, da eine Mehrzahl an Elementen angebracht und wieder entfernt
werden müssen.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und
ein Verfahren zu schaffen, mit welcher bzw. mit welchem eine lagegenaue Positionierung
einer Fahrzeugkomponente an einem Fahrzeug sehr exakt und aufwandsarm
durchgeführt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Patentanspruch
1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch
10 aufweist, gelöst.
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Eine
lösungsgemäße Vorrichtung
zur lagegenauen Positionierung zumindest einer Fahrzeugkomponente
an einem Fahrzeug, wobei die Fahrzeugkomponente vor der lagegenauen
Positionierung am Fahrzeug vormontiert ist und relativ bewegbar
zu einem Bauteil des Fahrzeugs angeordnet ist, ist fest im Fahrzeug
verbaut. Die Vorrichtung ist darüber
hinaus derart ausgebildet, dass die eingestellte lagegenaue Position
als Endposition der Fahrzeugkomponente durch die Vorrichtung haltbar
ist. Es wird somit eine Vorrichtung geschaffen, welche einen aufwandsarmen
und sicheren Positionierungsvorgang und eine lagegenaue Einstellung
einer Fahrzeugkomponente ermöglicht.
Die Vorrichtung ist somit insbesondere zur Feinjustierung einer
durch ein Vormontieren eingestellten Position der Fahrzeugkomponente
ausgebildet. Darüber
hinaus kann auch die stetige Anordnung der Vorrichtung in bzw. am
Fahrzeug gewährleistet
werden, wodurch eine nachfolgende weitere Justage und Einstellung
schnell durchgeführt
werden kann, da eine Bereitstellung oder Mitführung dieser Vorrichtung und
dann eine wiederholte Anbringung der Vorrichtung an dem Fahrzeug
nicht mehr erforderlich ist. Darüber
hinaus kann durch die lösungsgemäße Vorrichtung
erreicht werden, dass diese neben der lagegenauen Einstellung und
Positionierung der Fahrzeugkomponente auch dazu ausgebildet ist,
diese gefundene Endposition der Fahrzeugkomponente nachfolgend zu
arretieren bzw. zu halten. Die Vorrichtung dient somit auch dazu,
die eingestellte Endposition der Fahrzeugkomponente nach dem Einstellvorgang
dauerhaft zu gewährleisten.
Die Vorrichtung ist somit auch selbst die Haltevorrichtung für die Fahrzeugkomponente
in deren Endposition. Im Gegensatz zum oben erwähnten Stand der Technik kann
dadurch ein aufwandsarmes Einstellen mit einer bauteilreduzierten Vorrichtung
gewährleistet
werden.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung an einem Karosserieteil, insbesondere an einem
Trägerelement,
wie einem Querträger
im Frontbereich des Fahrzeugs, oder einem Deformationselement, beispielsweise
einer Crash-Box, befestigt. Es kann dabei eine unlösbare Verbindung
vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung
in dem Fahrzeug oder an das Fahrzeug lösbar angebracht ist, beispielsweise
angeschraubt ist. Durch eine derartige Befestigung der Vorrichtung
an diesbezüglich
im Wesentlichen ortsfesten Teilen des Fahrzeugs, kann eine stabile
Positionierung und sichere Anordnung gewährleistet werden. Die Fahrzeugkomponente
ist bevorzugt relativ zu einem Karosserieteil des Fahrzeugs bewegbar
angeordnet, wobei die Fahrzeugkomponente ein Stoßfänger sein kann. Es kann jedoch
auch vorgesehen sein, dass die Fahrzeugkomponente ein anderes Element
des Fahrzeugs ist und beispielsweise auch eine Schweinwerferhaltevorrichtung
ist. Die Vorrichtung kann dadurch für eine Vielzahl an unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten
verwendet werden, bei denen eine lagegenaue Positionierung durchgeführt werden
soll. Es kann dadurch eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der
ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen, insbesondere bei der Montage
von Außenteilen
des Kraftfahrzeugs, ermöglicht
werden kann und insbesondere beispielsweise auch bei geschlossener
Motorhaube ein Toleranzausgleich von Spalten bzw. Abständen von
weiteren Fahrzeugkomponenten zu dieser Motorhaube exakt eingestellt werden
können.
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Somit
kann auch bei geschlossener Motorhaube erreicht werden, dass einzelne
Fahrzeugkomponenten in ihrer Endposition lagegenau eingestellt und
fixiert werden können.
Die Fixierung durch die Vorrichtung charakterisiert dabei insbesondere
eine Endposition, welche dann auch durch die Vorrichtung selbst
gehalten wird.
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In
bevorzugter Weise ist die Vorrichtung von außerhalb des Fahrzeugs zugänglich und
betätigbar und
die zugängliche
Betätigung
ist durch eine Öffnung,
insbesondere einen Lufteinlass, in einem Frontbereich des Fahrzeugs
gegeben. Der Lufteinlass ist dabei bevorzugt in dem Stoßfänger des
Fahrzeugs ausgebildet, wenn die Fahrzeugkomponente den Stoßfänger darstellt.
Dies ermöglicht
eine besonders ortsnahe und einfache Zugänglichkeit, wodurch auch die
Bedienbarkeit der Vorrichtung verbessert wird. Die Betätigung der
Vorrichtung und die gleichzeitige Beobachtung der Positionsänderung
der Fahrzeugkomponente kann dadurch gewährleistet werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Vorrichtung eine Mehrzahl an Elementen, welche derart
in mechanischer Wirkverbindung stehen, dass bei Bewegen eines ersten
Elements in eine erste Raumrichtung eine Bewegung eines zweiten
Elements in eine zweite Raumrichtung bewirkbar ist, wodurch eine
Bewegung der Fahrzeugkomponente in die zweite Raumrichtung bewirkbar
ist. In vorteilhafter Weise umfasst die Vorrichtung ein Führungselement
sowie ein Hubelement und ein Schlittenelement, welche alle relativ
zueinander bewegbar sind. Bevorzugt ist das Schlittenelement das
erste Element und das Hubelement das zweite Element. Das Führungselement
ist vorteilhafterweise an dem Fahrzeug befestigt.
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In
bevorzugter Weise ist die Bewegung des Schlittenelements durch ein
mechanisches Einstellelement bewirkbar. Dieses Einstellelement kann
eine Einstellschraube sein, welche durch ein von außen zuführbares
Werkszeug betätigbar
ist. Das Hubelement ist in vorteilhafter Weise mit der zur positionierenden
Fahrzeugkomponente kontaktiert. Insbesondere liegt die lagegenau
zu positionierende Fahrzeugkomponente auf dem Hubelement auf. Durch die
Ausgestaltung der Vorrichtung und die Anordnung der genannten Elemente
zueinander sowie deren Bewegbarkeit kann eine flexibel betätigbare
und variabel einstellbare Vorrichtung geschaffen werden, welche
eine vielfältige
Positionseinstellung von Fahrzeugkomponenten ermöglicht.
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Das
Einstellelement kann einen Eingriffsbereich aufweisen, welche in
eine Aussparung des Schlittenelements eingreift. Dadurch kann eine
kraftschlüssige
Verbindung geschaffen werden, wodurch die Bewegung des Schlittenelements
bei Betätigen des
Einstellelements verbessert werden kann.
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Neben
einer rein mechanischen Betätigung der
Vorrichtung, insbesondere durch ein Betätigen des Einstellelements
durch ein mechanisches Werkzeug, kann auch eine elektrische Betätigung der
Vorrichtung ermöglicht
sein. Es kann dabei ein elektrischer Motor, insbesondere ein Stellmotor,
vorgesehen sein, welcher die Bewegung des Schlittenelements und
die dadurch resultierende Bewegung zumindest des Hubelements erreicht
werden kann.
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Bei
einem Verfahren zur lagegenauen Positionierung zumindest einer Fahrzeugkomponente
in einem Fahrzeug wird die Fahrzeugkomponente vor der lagegenauen
Positionierung am Fahrzeug vormontiert und ist relativ beweglich
zu einem Bauteil des Fahrzeugs angeordnet. Die Vorrichtung wird
fest im Fahrzeug verbaut und die eingestellte lagegenaue Position
als Endposition der Fahrzeugkomponente wird durch die Vorrichtung
selbst gehalten. Dadurch kann ein aufwandsarmes und präzises Einstellverfahren
bereitgestellt werden, welches durch wenige Mittel eine exakte Feinjustage
einer Fahrzeugkomponente ermöglicht.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der lösungsgemäßen Vorrichtung
sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des lösungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Vorderansicht auf einen Teilbereich eines Fahrzeugs;
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2 eine
perspektivische Darstellung auf einen Teilbereich des Fahrzeugs
gemäß einer
Innenansicht;
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3 eine
Darstellung von Einzelelementen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 eine
Schnittdarstellung einer skizzenhaften Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem Fahrzeug; und
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5 eine
schematische Schnittdarstellung eines Teilelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer
weiteren Ausführung.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Teilbereich eines Fahrzeugs 1 gezeigt, welches einen
Frontbereich des Fahrzeugs 1 darstellt. In der Frontansicht
ist eine Motorhaube 11 sowie ein Kühlergrill 12 zu erkennen.
Benachbart zu der Motorhaube 11 und dem Kühlergrill 12 ist
eine Aussparung 13 für
einen nicht dargestellten Frontscheinwerfer zu erkennen. Darüber hinaus zeigt 1 einen
Stoßfänger 14,
welcher in einem unteren Bereich eine Öffnung 14a, welche
im Ausführungsbeispiel
einen Lufteinlass darstellt, aufweist. Darüber hinaus ist in der als Durchsichtdarstellung gezeigten 1 ein
Querträger 15 zu
erkennen, welcher hinter dem Stoßfänger 14 angeordnet
ist. Darüber
hinaus umfasst das Fahrzeug 1 ein in 1 erkennbares
Deformationselement 16 (Crash-Box), welches mit dem Querträger 15 verbunden
ist.
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Darüber hinaus
umfasst das Fahrzeug 1 eine Vorrichtung 2 zur
lagegenauen Positionierung zumindest einer Fahrzeugkomponente des
Fahrzeugs 1. Die Vorrichtung 2 ist im Ausführungsbeispiel
mehrteilig ausgebildet und fest im Fahrzeug angeordnet. In der erläuterten
Ausführung
ist die Vorrichtung an dem Deformationselement 16 unlösbar befestigt.
Die lediglich skizzenhaft dargestellte Vorrichtung 2 wird
anhand weiterer Figuren nachfolgend noch näher erläutert.
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In
der gezeigten Darstellung gemäß 1 ist lediglich
in der Teilbereichsdarstellung der in Blickrichtung rechte vordere
Bereich des Fahrzeugs 1 gezeigt. Über die gesamte Breite des
Fahrzeugs 1 ist eine symmetrische Ausgestaltung ausgebildet,
wobei auch auf der in Blickrichtung linken Seite des Fahrzeugs 1 eine
entsprechende Ausgestaltung, wie sie in 1 gezeigt
ist, ausgebildet ist. Das Fahrzeug 1 weist somit im Frontbereich
zwei separate Vorrichtungen 2 zur lagegenauen Positionierung
zumindest einer Fahrzeugkomponente auf.
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In 2 ist
eine weitere Darstellung eines Teilbereichs des Fahrzeugs 1 gezeigt,
wobei dabei eine Innenansicht im Frontbereich zu erkennen ist. Durch
die Darstellung eines Positionsbereichs 2a ist die Anbringung
der Vorrichtung 2 an dem Deformationselement 16 angedeutet.
In 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass das Deformationselement 16 mit dem
Querträger 15 verbunden
ist und dazu einen Aufnahmebereich 16a aufweist.
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Die
beiden Vorrichtungen 2 sind in der erläuterten Ausführung zur
lagegenauen Positionierung des Stoßfängers 14 ausgebildet.
Der Stoßfänger 14 ist
dabei vor dem genauen Einstellen der Position vormontiert und relativ
bewegbar zu Bauteilen des Fahrzeugs, insbesondere Karosserieteilen,
wie dem Querträger 15 und
aber auch anderen Teilen, wie beispielsweise dem Deformationselement 16,
relativ bewegbar angeordnet. Da die beiden Vorrichtungen 2 analog
ausgebildet sind, wird im Nachfolgenden lediglich immer nur von
einer Vorrichtung 2 gesprochen. Die Vorrichtung 2 ist
dauerhaft in dem Fahrzeug 1 verbaut und des Weiteren derart
ausgebildet, dass die eingestellte lagegenaue Position des Stoßfängers 14 als
Endposition durch die Vorrichtung 2 gehalten wird. Die
Vorrichtung 2 ist somit nicht nur zur Feinjustage der Endposition
des Stoßfängers 14 ausgebildet,
sondern gewährleistet
dann auch dauerhaft die Einhaltung dieser Endposition, indem die Vorrichtung 2 quasi
als Haltevorrichtung des Stoßfängers 14 fungiert.
Die Vorrich tung 2 wird somit nach dem genauen Einstellen
der Position des Stoßfängers 14 nicht
mehr entfernt.
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In 3 ist
eine Darstellung einer Ausführung
einer Vorrichtung 2 gezeigt. Die Vorrichtung 2 umfasst
drei separate Elemente, welche durch ein Führungselement 21,
ein Schlittenelement 22 und ein Hubelement 23 charakterisiert
sind. Das Führungselement 21 ist
fest an dem Deformationselement 16 benachbart zum Aufnahmebereich 16a angeordnet.
Zur Ausbildung dieser dauerhaften Anbringung des Führungselements 21 an
dem Deformationselement 16 umfasst das Führungselement 21 eine
Grundplatte 211, welche im Wesentlichen vertikal (z-Richtung)
orientiert ist. An dieser Grundplatte 211 sind Greifelemente 212, 213 und 214 ausgebildet.
Mittels dieser Greifelemente 212 bis 214 ist das Führungselement 21 an
dem Deformationselement 16 befestigt. Am in z-Richtung
unteren Ende der Grundplatte 211 ist ein Führungsbereich 215 angeordnet.
Der Führungsbereich 215 erstreckt
sich in x-Richtung und weist an gegenüberliegenden Randbereichen
zwei Führungsschienen 215a und 215b auf.
Darüber
hinaus ist eine Aussparung 215c in dem Führungsbereich 215 ausgebildet.
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In
diesen Führungsbereich 215 ist
das Schlittenelement 22 einführbar, derart, dass es in y-Richtung
bewegbar ist und durch die Führungsschienen 215a und 215b gehalten
bzw. geführt
ist.
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In 3 ist
die Vorrichtung 2 bzw. die drei Elemente des Führungselements 21,
des Schlittenelements 22 und des Hubelements 23 im
separierten Zustand bzw. im nicht zusammengesetzten Zustand gezeigt.
Diese separate Einzelelementdarstellung ist zur genauen Erläuterung
der Elemente und deren Ausgestaltung gewählt. Ein zusammengesetzter
Zustand der Vorrichtung 2 wird in schematischer Weise nachfolgend
noch in 4 erläutert.
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Das
Schlittenelement 22 weist ein Sockelelement 221 auf,
welches eine rohrförmige
Aufnahme 221a umfasst. Die rohrförmige Aufnahme 221a erstreckt
sich in y-Richtung. In diese Aufnahme 221a ist ein Einstellelement 3 angeordnet,
welches im Ausführungsbeispiel
als Einstellschraube ausgebildet ist.
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Darüber hinaus
umfasst das keilförmige Schlittenelement 22 abgeschrägte Seitenbereiche 222a und 222b,
welche sich ausgehend von dem Sockelelement 221 in z-Richtung
erstrecken. An den dem Sockelelemente 221 abge wandten Rändern (schräg verlaufende
Ränder)
der Seitenbereiche 222a und 222b erstrecken sich
Führungsbereiche 223a und 223b.
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Diese
Führungsbereiche 223a und 223b sind
nach außen
gebogen und zur Einführung
in die Führungsschienen 215a und 215b des
Führungsbereichs 215 vorgesehen.
An der Vorderseite des Teilelements 22 ist eine weitere
Seitenwand 224 ausgebildet.
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Das
Hubelement 23 umfasst einen oberen Auflagebereich 231,
auf dem im Ausführungsbeispiel der
Stoßfänger 14 aufliegt.
Das länglich
ausgebildete Hubelement 23 umfasst an der dem Führungselement 21 zugewandten
Rückseite
sich beidseitig erstreckende Führungsbereiche 233a,
von denen in der gezeigten Darstellung lediglich eines zu erkennen
ist. Diese Führungsbereiche 233a erstrecken sich über die
gesamte Höhe
(z-Richtung) des Hubelements 23 und sind im zusammengesetzten
Zustand der Vorrichtung 2 durch die Greifelemente 213 bzw. 214 gehalten.
Dazu umfassen die Greifelemente 213 und 214 Führungsstege 213a und 214a,
in welchen die Führungsbereiche 233a in
z-Richtung geführt
werden können.
Des Weiteren umfasst das Hubelement 23 einen Bodenbereich 232,
welcher in bevorzugter Weise abgeschrägt ausgebildet ist. Wie in
der Darstellung gemäß 3 angedeutet
ist, wird das Hubelement 23 derart mit dem Führungselement 21 verbunden,
dass neben dem Einsetzen der Führungsbereiche 233a in
die Führungsstege 213a und 214a der
untere Teil des Hubelements 23 in die Aussparung 215c eingesetzt
ist.
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Im
zusammengesetzten Zustand der Vorrichtung 2 sitzt der Bodenbereich 233 auf
dem Schlittenelement 22 auf.
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In 4 ist
eine Schnittdarstellung gezeigt, welche in schematischer Weise die
Anordnung der Vorrichtung 2 im zusammengesetzten Zustand
zeigt. In dieser Schnittdarstellung ist der Stoßfänger 14 gezeigt, welcher
ein Grundelement 14b und einen Überzug 14c aufweist.
Im unteren Bereich ist die Öffnung 14a angedeutet.
Wie zu erkennen ist, kann durch diese Öffnung 14a das Einstelleelement 3 betätigt werden.
Dabei kann eine Bewegung in y-Richtung
erzeugt werden. Dadurch bewegt sich das Schlittenelement 22 in
dem Führungsbereich 215 des
Führungselements 21 ebenfalls
in y-Richtung. Durch die teilförmige
Ausgestaltung bzw. der abgeschrägten
Seitenbereiche 222a und 222b wird dann abhängig von
der Bewegungsrichtung des Schlittenelements 22 das Hubelement 23 in
z-Richtung angehoben oder abge senkt. Durch die Vorrichtung 2 ist dadurch
eine mechanische Wirkverbindung zumindest zwischen dem Schlittenelement 22 und
dem Hubelement 23 derart ausgebildet, dass beim Bewegen des
Schlittenelements 22 in einer ersten Raumrichtung, nämlich der
y-Richtung, eine Bewegung des Hubelements 23 in eine zweite
Raumrichtung, nämlich
der z-Richtung, bewirkbar ist.
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Das
Führungselement 21 ermöglicht beim Betätigen der
Vorrichtung 2 somit eine sichere und präzise Bewegung der jeweiligen
Elemente und gewährleistet
andererseits eine positionsstabile Anordnung der gesamten Vorrichtung 2 an
dem Deformationselement 16.
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In
der gezeigten Ausführung
kann das Einstellelement 13, welches als Einstellschraube
ausgebildet ist, durch die Öffnung 14a mit
einem geeigneten Werkzeug manuell betätigt, insbesondere gedreht,
werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Einstelleelement 3 als
elektrischer Motor, insbesondere Stellmotor, ausgebildet ist. Die Bewegung
der Elemente, insbesondere des Schlittenelements 22, wird
dann in elektrischer Weise durchgeführt.
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Wie
in 4 angedeutet ist, weist das Einstellelement 3 einen
Eingriffsbereich 31 auf, welcher in eine nicht dargestellte
Aussparung des Schlittenelements 22 eingreift. Durch diese
Ausgestaltung kann ein kraftschlüssiger
mechanischer Verbund zwischen dem Einstellelement 3 und
dem Schlittenelement 22 erreicht werden. Die Bewegung des
Schlittenelements 22 in y-Richtung kann dadurch verbessert werden.
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Das
keilförmige
Schlittenelement 22 kann durch das Einstellelement 3 in
seiner Position auch fixiert und arretiert werden. So kann erreicht
werden, dass bei einer eingestellten Endposition des Stoßfängers 14 die
gesamte Vorrichtung 2 fixiert wird und eine Bewegung des
Hubelements 23 und des Schlittenelements 22 nicht
mehr möglich
ist. Die fest an dem Fahrzeug 1 angeordnete und dauerhaft
an dem Fahrzeug 1 verbleibende Vorrichtung 2 fungiert
dann auch als Haltevorrichtung für
den Stoßfänger 14 in dessen
Endposition.
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In 5 ist
nochmals eine schematische Schnittdarstellung von Teilen der Vorrichtung 2 gezeigt.
Insbesondere ist dabei zu erkennen, dass sich das Einstelleelement 3 über die
gesamte Ausdehnung (y-Richtung) des Schlittenelements 22 erstreckt.
Das Eingriffselement 31 ist dabei vollständig umlaufend
ausgebildet und greift in eine nutartige Aussparung des Schlitten elements 22 ein.
Am rückwärtigen Ende
des Einstellelements 3 ist ein Schraubengewinde 32 ausgebildet,
welches in ein Gewinde 215d (3) des Führungsbereichs 215 eingreift.