DE102006025384A1

DE102006025384A1 - Fahrzeugcockpit mit selbsttragenden Submodulen

Info

Publication number: DE102006025384A1
Application number: DE102006025384A
Authority: DE
Inventors: Levente Szöke; Thomas Vorberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-06
Also published as: CN101081597A; US20070290524A1; US7909390B2; CN101081597B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugcockpit in Modulbauweise, mit mindestens einem über die Breite des Cockpits verlaufenden Querträger (12) und wenigstens zwei oder drei Submodulen (14, 16, 18), die Komponenten aufnehmen und jeweils an dem Querträger (12) befestigbar sind. Um ein Fahrzeugcockpit in Modulbauweise zur Verfügung zu stellen, das den Fertigungsablauf vereinfacht, sind die Submodule (14, 16, 18) selbsttragend, um als vormontierte Baugruppen frei handhabbar zu sein und um in eingebautem Zustand ihr Eigengewicht und äußere Lasten an den Querträger (12) weiterzuleiten. Die Erfindung befasst sich auch mit einem Montage- und einem Einbauverfahren eines Fahrzeugcockpits in Modulbauweise.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Fahrzeugcockpit in Modulbauweise, mit mindestens einem über die Breite des Cockpits verlaufenden Querträger und wenigstens zwei oder drei Submodulen, die Komponenten aufnehmen und jeweils an dem Querträger befestigbar sind.
Fahrzeugcockpits bestehen bekanntermaßen aus tragenden Teilen, einer Unterstruktur, technischen Komponenten und Sichtflächen. Die technischen Komponenten werden entweder direkt an den tragenden Teilen oder an der Unterstruktur, auch Instrumententafel genannt, befestigt. Die Sichtflächen werden an der Unterstruktur angebracht. Üblicherweise wird aus den verschiedenen Komponenten zuerst ein Teil des Cockpits an einer tragenden Unterstruktur aufgebaut und in das Fahrzeug eingesetzt. Zusätzlich werden anschließend noch einzelne Komponenten an Ort und Stelle in das Cockpit innerhalb des Fahrzeugs eingebaut, beispielsweise Audioanlage, Navigationssystem oder Klimagerät. Ein wesentlicher Nachteil besteht hierbei darin, dass eine Überprüfung erst nach Fertigstellung des Fahrzeugcockpits möglich ist, was zur Folge hat, dass ein eventuell notwendiger Austausch defekter Teile auch einen Ausbau anderer Teile erforderlich machen kann, wenn die defekten Teile nicht direkt zugänglich sind. Eine Möglichkeit, den aufwändigen und komplexen Montagevorgang zu vereinfachen, besteht darin, das Fahrzeugcockpit, bestehend aus den verschiedenen einzelnen Teilen einschließlich der Sichtflächen, außerhalb des Fahrzeugs an einer tragenden Struktur zu befestigen und dann als Ganzes in ein Fahrzeug einzubauen. Das Einführen und der Einbau eines zusammengebauten Fahrzeugcockpits in ein Fahrzeug sind jedoch schwierig und erfordern eine äußerst präzise Handhabung.
Zur Vereinfachung des Cockpitmontagevorgangs ist aus der DE 196 80 933 T1 eine als selbsttragende Einheit konstruierte Instrumententafel bekannt, die aus einer Anzahl Module aufgebaut ist. Die Module sind so konzipiert, dass sie miteinander verbunden werden und kein zusätzliches Bauteil benötigt wird, das sich entlang aller Module erstreckt. Die Module werden außerhalb des Fahrzeugs zu einer Einheit zusammengestellt und als ganze Instrumententafel in das Fahrzeug eingesetzt. Als Einsatzgebiet werden Lastkraftwagen und Busse genannt.
Neben dem aufwändigen Montagevorgang besteht ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen darin, dass eine Entscheidung über die Ausstattung des Fahrzeugcockpits relativ früh erfolgen muss, da aufgrund des Montageablaufs bei heutigen Montagekonzepten immer eine relativ große Zeitspanne benötigt wird, um die nach Kundenwünschen zusammengestellte Ausstattung eines Fahrzeugs zu montieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugcockpit in Modulbauweise zu schaffen, das den Fertigungsablauf vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Fahrzeugcockpit der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei dem die Submodule selbsttragend sind, um als vormontierte Baugruppen frei handhabbar zu sein und um im eingebauten Zustand ihr Eigengewicht und äußere Lasten an den Querträger weiterzuleiten.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugcockpits besteht darin, dass die Handhabung und der Einbau der Submodule in ein Fahrzeug einfacher ist als das Einsetzen eines ganzen Fahrzeugcockpits in ein Fahrzeug, da die Submodule kleiner und leichter sind als ein ganzes Fahrzeugcockpit. Die in den vormontierten Submodulen bereits verbauten Komponenten führen zwar zu einem entsprechenden Gewicht der Submodule, jedoch können diese aufgrund der selbsttragenden Ausbildung auch dynamisch bewegt werden, beispielsweise bei einer Handhabung durch Roboter im Rahmen einer automatisierten Fertigung. Ein weiterer Aspekt betrifft die Logistikabläufe bei der Montage, auf die später noch eingegangen wird. Die Submodule können unabhängig von der Fahrzeugmontage vormontiert werden, so dass die vorkonfigurierten Submodule dann kurzfristig kombiniert werden können, was den Zeitraum zwischen Kundenbestellung und Auslieferung an den Kunden reduziert, da die Endmontage aufgrund der vormontierten Submodule weniger Zeit benötigt. Hinzu kommt außerdem, dass die Submodule eine höhere Packungsdichte aufweisen können, da sie vor dem Einbau von allen Seiten zugänglich sind. Dadurch kann der Bauraum im Cockpit besser ausgenutzt werden, was im Zusammenhang mit der steigenden Ausstattung des Fahrzeugs mit elektronischen Komponenten zur Verbesserung der Fahrzeugsicherheit und des Benutzerkomforts von zunehmender Bedeutung ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind tragende Verbindungen ausschließlich zwischen den Submodulen und dem Querträger vorgesehen. Die Submodule stehen dadurch nicht miteinander in einem konstruktiven Verbund und lassen sich unabhängig voneinander einbauen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Submodule wenigstens teilweise mit fertigen Sichtflächen (A-Flächen) und/oder Blendenteilen versehen. Damit entfällt die üblicherweise erst zum Schluss vorgenommene Verkleidung des Cockpits. Mit dem Einsetzen der Submodule ist das Fahrzeugcockpit im Wesentlichen fertiggestellt. Die vorzugsweise bereits durch die Zulieferer integrierten Blendenteile bedeuten eine Teilereduzierung, was sich kostengünstig auf die Herstellung und die Montage auswirkt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weisen die Submodule als Grundstruktur jeweils ein Kunststoffgerippe auf. Dadurch lässt sich die erforderliche Steifigkeit bei einem gleichzeitig minimalen Gewicht erreichen. Zudem wird der Herstellungsprozess der Grundstruktur kostengünstiger.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Grundstruktur fertige Sichtflächen aufweist. Das Anfertigen der Sichtflächen ist vorzugsweise in die Herstellung der Grundstruktur integriert. Die Sichtflächen werden im eingebauten Zustand nicht mehr nachbearbeitet, da sie bereits ihre gewünschte Endbeschaffenheit aufweisen. So können die Sichtflächen beispielsweise beschäumt sein. In dem Bereich der fertigen Sichtflächen entfällt dann das Anbringen zusätzlicher Sichtflächen an der Grundstruktur, wodurch sich zusätzliche Kostenvorteile durch Einsparungen bei der Montagezeit des Cockpits ergeben.
Vorzugsweise sind die Submodule mit den vormontierten Komponenten vor der Montage prüfbar. Dadurch lassen sich eventuell vorhandene defekte Komponenten oder Teile bereits vor dem Einbau in das Fahrzeug identifizieren und vor dem Einbau einfacher auswechseln. Die Fehlererkennung in einer frühen Montagephase bedeutet eine Verbesserung der Qualitätskontrolle der Fahrzeugproduktion.
Um dem immer wichtiger werdenden Aspekt der Servicefreundlichkeit gerecht zu werden, sind die am Querträger befestigten Submodule in einer bevorzugten Ausführungsform unabhängig voneinander aus- und wieder einbaubar. So können defekte Teile des Fahrzeugcockpits schneller repariert oder ausgetauscht werden, da die Komponenten erst nach Ausbau eines Submoduls von allen Seiten zugänglich sind. Durch das unabhängige Ein- und Ausbauen ist es außerdem möglich, die Ausstattung eines Fahrzeugs auch nach Auslieferung, d. h. in gebrauchtem Zustand, zu ändern. Ein Kunde kann sein Fahrzeug also auch nachträglich mit einer anderen Ausstattung versehen. Durch das einfache Aus- und wieder Einbauen ist es ebenso möglich, dass bestimmte Ausstattungskomponenten in Form eines Submoduls zu Testzwecken zeitweise in ein Kundenfahrzeug eingebaut werden. Der Kunde ist dadurch in der Lage, die für ihn passende Ausstattung durch Ausprobieren im Alltag zu ermitteln. Der Kunde erhält dadurch die Option, zunächst ein Fahrzeug mit einer Basisausstattung zu erwerben, um diese dann im Laufe der Zeit zu erweitern. Auch im Bereich der von den Händlern vorzuhaltenden Vorführwagen mit verschiedenen Ausstattungen erschließen sich neue Möglichkeiten dahingehend, dass bei einem Fahrzeugtyp die verschiedenen Ausstattungen dem Kunden durch Aus- und Einbauen der Submodule zur Verfügung gestellt werden. Bisher mussten dazu mehrere Autos des gleichen Typs mit den verschiedenen Ausstattungen vorhanden sein.
Um den Zeitraum zwischen der Bestellung eines Fahrzeugs nach Kundenwunsch und der Auslieferung des Fahrzeugs an den Kunden möglichst gering zu halten, ist ein Einbauverfahren von Fahrzeugcockpits in Fahrzeuge mit verschiedenen Ausstattungsvarianten vorgesehen, bei dem Submodule mit unterschiedlichen Komponenten als selbsttragende, frei handhabbare Baugruppen vormontiert und bereitgehalten werden, die Ausstattung eines Cockpits eines Fahrzeugs durch Auswählen vormontierter Submodule zusammengestellt wird, ein Querträger in das Fahrzeug eingebaut wird und die ausgewählten Submodule an dem Querträger im Fahrzeug befestigt werden. Zum Beispiel können Beifahrersubmodule mit klimatisiertem Handschuhfach, integriertem CD-Wechsler oder Multimediasystem oder Mittelkonsolensubmodule mit Audioanlage, Klimaanlage oder Navigationssystem bereitgehalten werden. Die Submodule können dabei auch verschiedene Oberflächengestaltungen aufweisen, beispielsweise Lederbespannung, Holzverkleidung oder edle Blechapplikationen. Durch die Bevorratung verschiedener Submodule kann eine Vielzahl an Ausstattungsvarianten erzeugt werden, aus denen sich der Kunde die gewünschte Variante auswählen kann. Beispielsweise lassen sich bei drei Submodulen, d. h. einem Fahrer-, einem Beifahrer- und einem Mittelkonsolensubmodul, in jeweils drei verschiedenen Ausführungen bereits 27 Ausstattungsvarianten abdecken.
Vorzugsweise werden die Submodule auf einer Cockpitmontagelinie vormontiert, an deren Ende der Einbau in ein Fahrzeug stattfindet. Die Fahrzeugmontage erfolgt dabei unabhängig von der Cockpitmontage. Die Entscheidung des Kunden über die Ausstattung kann deshalb zu einem sehr späten Zeitpunkt vor der Endmontage des Fahrzeugs getroffen werden.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugcockpits in Modulbauweise in Form einer Explosionsdarstellung;
2 eine perspektivische Ansicht einer Grundstruktur eines Submoduls und
3 eine perspektivische Ansicht eines fertig vormontierten Submoduls.
In 1 ist ein Fahrzeugcockpit gezeigt, das einen über die Breite des Cockpits verlaufenden Querträger 12, ein Fahrersubmodul 14, ein Mittelkonsolensubmodul 16 und ein Beifahrersubmodul 18 aufweist. Als oberer Abschluss wird auf das Fahrzeugcockpit eine nicht dargestellte Abdeckung montiert. An dem Querträger 12, der auch die Ableitung seitlicher Kräfte bei einem Seitenaufprall übernimmt, sind verschiedene Komponenten und Bauteile direkt befestigt, beispielsweise eine Lenksäule 20, ein Head-Up-Display 22, ein Airbag 24 und eine Heizungsanlage 26. Die Submodule 14, 16, 18 sind selbsttragend, um als vormontierte Baugruppen frei handhabbar zu sein. Im eingebauten Zustand leiten die Submodule 14, 16, 18 ihr Eigengewicht und äußere Lasten in den Querträger 12 ein. Dabei sind tragende Verbindungen ausschließlich zwischen den Submodulen 14, 16, 18 und dem Querträger 12 vorgesehen.
Die Submodule 14, 16, 18 weisen als Grundstruktur 28 ein Kunststoffgerippe auf. Die Submodule 14, 16, 18 sind wenigstens teilweise mit fertigen Sichtflächen und Blendenteilen versehen. In 2 ist die Grundstruktur 28 gezeigt, wohin gegen 3 das fertig vormontierte Fahrersubmodul 14 zeigt, bei dem alle Sichtflächen und Blenden vorhanden sind, außer der oberen Abdeckung. Die Submodule 14, 16, 18 sind für eine möglichst frühe Fehlerkennung mit den vormontierten Komponenten vor der Montage im Fahrzeugcockpit prüfbar. Zweckmäßigerweise erfolgt dies über einen Stecker 30 oder eine Buchse 32, wie sie auch für die elektrische Kontaktierung zwischen Submodul und Querträger 12 verwendet werden. Durch Anschließen einer Prüfvorrichtung an diese Steckverbindung 30 kann das Submodul 14, 16, 18 vor Einbau getestet werden, so dass eventuell vorhandene defekte Teile oder Komponenten einfach ausgetauscht werden können, da das Submodul 14, 16, 18 frei zugänglich ist.
Die an dem Querträger 12 befestigten Submodule 14, 16, 18 sind unabhängig voneinander aus- und wieder einbaubar. Dadurch ergibt sich eine gute Servicefreundlichkeit. Beispielsweise muss bei einer defekten Lüftungsstellklappe oder einem defekten Lüftungsregler 34 nicht das gesamte Fahrzeugcockpit zerlegt werden, sondern es genügt, lediglich das Submodul 16, in dem sich das entsprechende defekte Bauteil befindet, auszubauen und zu ersetzen. Bei der Fahrzeugmontage kann eine Auswahl der Ausstattung zu einem relativ späten Zeitpunkt vorgenommen werden, da sich aus einer bevorrateten Menge an verschiedenen Varianten eine Vielzahl von Ausstattungsmöglichkeiten zusammenstellen lässt. Die Submodule 14, 16, 18 werden dafür separat vormontiert. Dies wird vorzugsweise von einem Zulieferer übernommen. Die Vormontage der Submodule kann auch auf einer Cockpitmontagelinie erfolgen, die so in die Fahrzeugproduktion integriert ist, dass an ihrem Ende der Einbau der Submodule 14, 16, 18 in ein Fahrzeug erfolgt.

Claims

Fahrzeugcockpit in Modulbauweise, mit mindestens einem über die Breite des Cockpits verlaufenden Querträger (12) und wenigstens zwei oder drei Submodulen (14, 16, 18), die Komponenten aufnehmen und jeweils an dem Querträger (12) befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) selbsttragend sind, um als vormontierte Baugruppen frei handhabbar zu sein und um in eingebautem Zustand ihr Eigengewicht und äußere Lasten an den Querträger (12) weiterzuleiten.
Fahrzeugcockpit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass tragende Verbindungen ausschließlich zwischen den Submodulen (14, 16, 18) und dem Querträger (12) vorgesehen sind.
Fahrzeugcockpit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) wenigstens teilweise mit fertigen Sichtflächen (A-Flächen) und/oder Blendenteilen versehen sind.
Fahrzeugcockpit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) als Grundstruktur (28) jeweils ein Kunststoffgerippe aufweisen.
Fahrzeugcockpit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundstruktur (28) fertige Sichtflächen aufweist.
Fahrzeugcockpit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) mit den vormontierten Komponenten vor der Montage prüfbar sind.
Fahrzeugcockpit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Querträger (12) befestigten Submodule (14, 16, 18) unabhängig voneinander aus- und wieder einbaubar sind.
Montageverfahren eines Fahrzeugcockpits in Modulbauweise, mit mindestens einem über die Breite des Cockpits verlaufenden Querträger (12) und wenigstens zwei oder drei Submodulen (14, 16, 18), die Komponenten aufnehmen und jeweils an dem Querträger (12) befestigbar sind, da durch gekennzeichnet, dass die Submodule () als selbsttragende und dadurch frei handhabbare, vormontierte Baugruppen an dem Querträger (12) befestigt werden.
Montageverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) mit tragenden Verbindungen jeweils ausschließlich an dem Querträger (12) befestigt werden.
Montageverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (12) eingebaut wird und die Submodule (14, 16, 18) an dem eingebauten Querträger (12) montiert werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) mit den vormontierten Komponenten vor der Montage am Querträger (12) geprüft werden.
Einbauverfahren von Fahrzeugcockpits in Fahrzeuge mit verschiedenen Ausstattungsvarianten, dadurch gekennzeichnet, dass Submodule (14, 16, 18) mit unterschiedlichen Komponenten als selbsttragende, frei handhabbare Baugruppen vormontiert und bereitgehalten werden, die Ausstattung eines Cockpits eines Fahrzeugs durch Auswählen vormontierter Submodule (14, 16, 18) zusammengestellt wird, ein Querträger (12) in das Fahrzeug eingebaut wird und die ausgewählten Submodule (14, 16, 18) an dem Querträger (12) im Fahrzeug befestigt werden.
Einbauverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Submodule (14, 16, 18) auf einer Cockpit-Montagelinie vormontiert werden, an deren Ende der Einbau in ein Fahrzeug erfolgt.