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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs mit einem Instrumententafel-Oberteil, einem
Verstärkungsmittelstück und einer
Instrumententafel-Verstärkung.
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Aus
der
DE 695 022 54 ist
ein Armaturenbrettaufbau bekannt, welcher aus einem ersten Gehäuseteil
und einem zweiten Gehäuseteil
besteht, welche durch Ultraschall- oder Schwingungsschweißen aneinander
befestigt werden. Die
DE 102
96 872 beschreibt ein Armaturenbrett mit einer Mehrzahl
von Durchgangsöffnungen
sowie einem Flächen-montierten Element
und einem Rückflächen-montierten Element,
welche durch Vibrationsschweißen
gekoppelt sind.
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Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs unter Verringerung des Herstellungsaufwandes
bei gleichzeitiger Gewährleistung
der Stabilität
der Instrumententafel zu schaffen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den
Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zur Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs
mit einem Instrumententafel-Oberteil, einem Verstärkungsmittelstück und einer
Instrumententafel-Verstärkung
geschaffen, wobei in einem ersten Schritt das Fixieren des Instrumententafel-Oberteils und
des Verstärkungsmittelstücks in einer
Aufnahmevorrichtung erfolgt. Diesem Schritt folgt das Positionieren
der Instrumententafel-Verstärkung auf
dem Instrumententafel-Oberteil und dem Verstärkungsmittelstück. Anschließend erfolgt
das Verschweißen der
Instrumententafel-Verstärkung
mit dem Verstärkungsmittelstück und dem
Instrumententafel-Oberteil. Dieses Verschweißen wird in einem Arbeitsschritt durch
Vibrationsschweißen
durchgeführt.
Dies hat den Vorteil, dass in nur einem Arbeitsschritt drei Bauteile
miteinander verbunden werden. Außerdem wird durch die Vibrationsschweiß-Verbindung
zwischen der Instrumententafel-Verstärkung und dem Verstärkungsmittelstück sowie
der Instrumententafel-Verstärkung
und dem Instrumententafel-Oberteil eine hohe mechanische Stabilität der Instrumententafel gewährleistet.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist das Instrumententafel-Oberteil eine Aussparung
zur teilweisen Aufnahme des Verstärkungsmittelstücks auf.
Die Instrumententafel-Verstärkung überdeckt
zumindest teilweise das Verstärkungsmittelstück und das
Instrumententafel-Oberteil. Dabei ist die Instrumententafel-Verstärkung mit
dem Instrumententafel-Oberteil in einem ersten Gebiet eines ersten Überdeckungsbereichs in
Berührung.
In ähnlicher
Weise ist die Instrumententafel-Verstärkung mit dem Verstärkungsmittelstück in einem
zweiten Gebiet in einem zweiten Überdeckungsbereich
in Berührung.
Durch das Verschweißen
der Instrumententafel-Verstärkung
mit dem Verstärkungsmittelstück in dem
zweiten Gebiet des zweiten Überdeckungsbereichs
und der Verschweißung
der Instrumententafel-Verstärkung
mit dem Instrumententafel-Oberteil in dem ersten Gebiet des ersten Überdeckungsbereiches
ist eine hohe mechanische Stabilität der Instrumententafel gewährleistet.
Da das Verstärkungsmittelstück im Bereich
der Aussparung des Instrumententafel-Oberteils auf dem Instrumententafel-Oberteil nur aufliegt,
wird ein zusätzlicher
Arbeitsschritt eines Vibrationsschweißvorgangs von Instrumententafel-Oberteil
und Verstärkungsmittelstück eingespart,
ohne Verlust der Stabilität
der Instrumententafel. Der Grund liegt darin, dass das Verstärkungsmittelstück durch
die Vibrationsschweiß-Verbindung
mit der Instrumententafel-Verstärkung fest zwischen
dem Instrumententafel-Oberteil und der Instrumententafel-Verstärkung eingeklemmt
ist.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung sind zur Durchführung
des Verfahrens benötigte Schweißrippen
vorzugsweise nur auf der Instrumententafel-Verstärkung ausgeformt. Dies hat
den Vorteil, dass bei einer geringfügigen Designänderung der
Instrumententafel die Schweißrippen
ausschließlich
auf der Instrumententafel-Verstärkung
neu ausgelegt werden müssen.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei dem Vibrationsschweißen um lineares
Vibrationsschweißen
mit Vibrationsschwingungen in Längsrichtung
oder Querrichtung zur Instrumententafel-Verstärkung. Das lineare Vibrationsschweißen ermöglicht aufgrund
der Vibrationsschwingungen in nur eine Richtung das Schweißen komplizierterer
Geometrien von Instrumententafel-Oberteil, Verstärkungsmittelstück und Instrumententafel-Verstärkung.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Instrumententafel-Oberteil,
wobei das Instrumententafel-Oberteil eine Aussparung und Ausformung
zur teilweisen Aufnahme eines Verstärkungsmittelstücks aufweist,
und wobei das Instrumententafel-Oberteil Schweißrippen aufweist, wobei die
Schweißrippen
in einem Gebiet eines Überdeckungsbereichs
des Instrumententafel-Oberteils und einer Instrumententafel- Verstärkung in
Längsrichtung
oder Querrichtung zum Instrumententafel-Oberteil ausgebildet sind.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Instrumententafel-Verstärkung, wobei
die Instrumententafel-Verstärkung
eine Aussparung zur teilweisen Hindurchführung eines Verstärkungsmittelstücks aufweist.
Ferner weist die Instrumententafel-Verstärkung Schweißrippen
auf, wobei die Schweißrippen
in einem ersten Gebiet eines ersten Überdeckungsbereichs der Instrumententafel-Verstärkung und
eines Instrumententafel-Oberteils in Längsrichtung oder Querrichtung
zur Instrumententafel-Verstärkung
ausgebildet sind.
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Des
Weiteren weist die Instrumententafel-Verstärkung Schweißrippen
auf, wobei die Schweißrippen
in einem zweiten Gebiet eines zweiten Überdeckungsbereichs der Instrumententafel-Verstärkung und
des Verstärkungsmittelstücks in Längsrichtung
oder Querrichtung zur Instrumententafel-Verstärkung ausgebildet sind. Längs- oder quergerichtete
Schweißrippen
werden je nach Vibrationsschweißverfahren,
welches in Längsrichtung oder
Querrichtung zur Instrumententafel-Verstärkung durchgeführt wird,
benötigt.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verstärkungsmittelstück, wobei
das Verstärkungsmittelstück zur Aufnahme
durch ein Instrumententafel-Oberteil und zum teilweisen Hindurchführen durch
eine Aussparung in einer Instrumententafel-Verstärkung ausgebildet ist. Ferner
weist das Verstärkungsmittelstück Schweißrippen
auf, wobei die Schweißrippen
in einem Gebiet eines Überdeckungsbereichs
des Verstärkungsmittelstücks und der
Instrumententafel-Verstärkung
in Längsrichtung oder
Querrichtung zur Instrumententafel-Verstärkung ausgebildet sind.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs, wobei die Instrumententafel durch ein Instrumententafel-Oberteil,
ein Verstärkungsmittelstück und eine
Instrumententafel-Verstärkung
ausgebildet ist, wobei das Verstärkungsmittelstück auf dem
Instrumententafel-Oberteil ohne eine feste Verbindung aufliegt.
Des Weiteren ist das Verstärkungsmittelstück teilweise
durch eine Aussparung der Instrumententafel-Verstärkung hindurchgeführt.
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Die
Instrumententafel-Verstärkung
ist mit dem Instrumententafel-Oberteil in einem ersten Gebiet eines
ersten Überdeckungsbereichs
von Instrumententafel-Verstärkung
und Instrumententafel-Oberteil zumindest teilweise an jeweils gegenüberliegenden
Flächen
des Instrumententafel-Oberteils und der Instrumententafel-Verstärkung verschweißt. Die
Instrumententafel-Verstärkung überbrückt außerdem zumindest
teilweise das Verstärkungsmittelstück in einem
zweiten Überdeckungsbereich.
Dabei ist die Instrumententafel-Verstärkung mit dem Verstärkungsmittelstück in einem
zweiten Gebiet des zweiten Überdeckungsbereichs
zumindest teilweise an jeweils gegenüberliegenden Flächen des
Verstärkungsmittelstücks und
der Instrumententafel-Verstärkung
verschweißt.
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Durch
die Vibrationsverschweißung
von Instrumententafel-Oberteil und Instrumententafel-Verstärkung sowie
dem Aufliegen des Verstärkungsmittelstücks auf
dem Instrumententafel-Oberteil ohne eine feste Verbindung wird gewährleistet,
dass die zum Fahrzeuginnenraum hin gerichtete Sichtseite des Instrumententafel-Oberteils
in ihrem Design durch das Schweißverfahren nicht verändert wird.
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Im
Weiteren werden Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs,
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2 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs,
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3 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs,
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4 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs,
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5 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs.
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Die 1 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Instrumententafel eines
Kraftfahrzeugs, wobei die Instrumententafel aus einem Instrumententafel-Oberteil, einem Verstärkungsmittelstück und einer
Instrumententafel-Verstärkung
besteht. Im Schritt 100 erfolgt das Fixieren des Instrumententafel-Oberteils
und des Verstärkungsmittelstücks in einer
Aufnahmevorrichtung. Im Schritt 102 erfolgt das Positionieren
der Instrumententafel-Verstärkung
auf dem Instrumententafel-Oberteil und dem Verstärkungsmittelstück. In Schritt 104 erfolgt
das Verschweißen
der Instrumententafel-Verstärkung mit
dem Verstärkungsmittelstück und dem
Instrumententafel-Oberteil in einem Arbeitsschritt durch Vibrationsschweißen. Der
eigentliche Schweißvorgang
erfolgt dabei durch Übertragung
von Vibrationen für
das Vibrationsschweißverfahren,
sowie einer Fügekraft,
auf die Instrumententafel-Verstärkung.
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Die 2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs mit
einem Instrumententafel-Oberteil 200, einem Verstärkungsmittelstück 202 und
einer Instrumententafel-Verstärkung 204.
Das Instrumententafel-Oberteil 200 und das Verstärkungsmittelstück 202 werden
in einer Aufnahmevorrichtung fixiert, wobei die für den Fahrzeuginnenraum
vorgesehene Sichtseite 218 des Instrumententafel-Oberteils 200 zur
Aufnahmevorrichtung zeigt. Außerdem weist
das Instrumententafel-Oberteil 200 eine Aussparung 206 zur
teilweisen Aufnahme des Verstärkungsmittelstücks 202 auf.
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Die
Instrumententafel-Verstärkung 204 wird nun
auf dem Instrumententafel-Oberteil 200 und dem Verstärkungsmittelstück 202 positioniert.
Nach einer Ausführungsform
der Erfindung weist die Instrumententafel-Verstärkung 204 eine Aussparung 208 zur teilweisen
Hindurchführung
des Verstärkungsmittelstücks 202 auf.
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Die
Instrumententafel-Verstärkung 204 überdeckt
zumindest teilweise das Instrumententafel-Oberteil 200 in
einem ersten Überdeckungsbereich 212.
Ferner berührt
die Instrumententafel-Verstärkung 204 das
Instrumententafel-Oberteil 200 in einem ersten Gebiet 214 des
ersten Überdeckungsbereichs 212.
Ebenso berührt
die Instrumententafel-Verstärkung 204 das
Verstärkungsmittelstück 202 in
einem zweiten Gebiet 210 eines zweiten Überdeckungsbereichs.
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Das
Verschweißen
der Instrumententafel-Verstärkung 204 mit
dem Verstärkungsmittelstück 202 und
dem Instrumententafel-Oberteil 200 erfolgt in einem Arbeitsschritt
durch Vibrationsschweißen. Der
Schweißvorgang
erfolgt dabei durch Übertragung
einer Fügekraft
und Schwingung auf die Instrumententafel-Verstärkung 204. Die Verschweißung erfolgt
in den Berührungsbereichen 210, 214 der
Instrumententafel-Verstärkung 204 und
dem Verstärkungsmittelstück 202 bzw.
dem Instrumententafel-Oberteil 200. Das Verstärkungsmittelstück 202 liegt
auf dem Instrumententafel-Oberteil 200 ohne eine feste
Verbindung in einem Berührungsbereich 216 auf
und wird zwischen die Instrumententafel-Verstärkung 204 und dem
Instrumententafel-Oberteil 200 eingeklemmt.
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Da
der Verschweißungsprozess
ausschließlich
auf der vom Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite 220 des
Instrumententafel-Oberteils erfolgt, bleibt das Design der zum Fahrzeuginnenraum
hin gerichteten Seite 218 des Instrumententafel-Oberteils 200 unberührt. Schweißnähte, welche
von der Anbindung des Verstärkungsmittelstücks 202 und der
Instrumententafel-Verstärkung 204 an
die Rückseite
des Instrumententafel-Oberteils 200 rühren, sind
auf der zum Fahrzeuginnenraum hin gerichteten Seite 218 des
Instrumententafel-Oberteils 200 nicht sichtbar.
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Die 3 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs. Die
Instrumententafel 300 besteht aus dem Instrumententafel-Oberteil 200,
dem Verstärkungsmittelstück 202 und
der Instrumententafel-Verstärkung 204.
Der Vorgang des Vibrationsschweißens erfolgt durch Übertragung
einer Fügekraft
und Schwingung auf die Instrumententafel-Verstärkung 204. Bei dem
Vibrationsschweißverfahren handelt
es sich um ein lineares Vibrationsschweißverfahren, d. h. bei den auf
die Instrumententafel-Verstärkung 204 übertragenen
Schwingungen handelt es sich um Vibrationsschwin gungen in Längsrichtung (y)
oder Querrichtung (x) oder einer Kombination von Längs- und Querrichtung
relativ zur Instrumententafel-Verstärkung 204.
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Die 4 zeigt eine schematische Ansicht einer
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs. Der Querschnitt durch die Instrumententafel
zeigt dabei in 4a das Instrumententafel-Oberteil 200,
auf welches das Verstärkungsmittelstück 202 aufgesetzt
ist. Die Instrumententafel-Verstärkung 204 überlappt
und berührt
das Verstärkungsmittelstück 202 in
dem Berührungsbereich 210.
Des Weiteren überlappt
und berührt
die Instrumententafel-Verstärkung 204 das Instrumententafel-Oberteil 200 im
Berührungsbereich 214.
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Die
Instrumententafel-Verstärkung 204 weist Schweißrippen
auf. Die Schweißrippen
sind in Gebieten des Berührungsbereichs 210 der
Instrumententafel-Verstärkung 204 und
des Instrumententafel-Oberteils 200, sowie in Gebieten
des Berührungsbereichs 214 der
Instrumententafel-Verstärkung 204 und
des Verstärkungsmittelstücks 202 ausgeformt. Die
Schweißrippen
sind vorzugsweise in Längsrichtung
oder Querrichtung, oder aber auch in einer beliebigen Kombination
von Längsrichtung
und Querrichtung relativ zur Instrumententafel-Verstärkung 204,
ausgebildet. Zusätzlich
oder alternativ zu Schweißrippen,
welche sich an der Instrumententafel-Verstärkung 204 befinden,
können
Schweißrippen auch
in Berührungsbereichen 210 und 214 am
Verstärkungsmittelstück und/oder
dem Instrumententafel-Oberteil ausgebildet sein. Vorzugsweise jedoch sind
die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
benötigten
Schweißrippen
nur auf der Instrumententafel-Verstärkung 204 ausgeformt.
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Die 4b zeigt
eine detaillierte Ansicht 400 des Berührungsbereiches 210 der
Instrumententafel-Verstärkung 204 und
dem Verstärkungsmittelstück 202.
In dieser Ausführungsform
sind Schweißrippen 402 in
dem Berührungsbereich 210 ausgebildet,
wobei die Schweißrippen 402 in
Längsrichtung (y)
relativ zur Instrumententafel-Verstärkung 204 verlaufen.
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Durch Übertragung
einer Fügekraft
und Schwingung auf die Instrumententafel-Verstärkung 204 wird in
der hier betrachteten Ausführungsform die
Instrumententafel-Verstärkung 204 mit
dem Verstärkungsmittelstück 202 durch
Verschmelzen der Schweißrippen 402 mit
dem Verstärkungsmittelstück 202 im
Berührungsbereich 400 verschweißt. Im Bereich 404 liegt
das Verstärkungsmittelstück 202 auf dem
Instrumententafel-Oberteil 200 ohne eine feste Verbindung
auf und wird über
die Instrumententafel-Verstärkung 204 an
das Instrumententafel-Oberteil 200 angepresst.
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Die 5 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs. Das
Instrumententafel-Oberteil 200 und das Verstärkungsmittelstück 202 sind
an einer Aufnahmevorrichtung 500 fixiert. Die Instrumententafel-Verstärkung 204 ist
auf dem Instrumententafel-Oberteil 200 und dem Verstärkungsmittelstück 202 positioniert.
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Das
Verschweißen
der Instrumententafel-Verstärkung 204 mit
dem Verstärkungsmittelstück 202 und
dem Instrumententafel-Oberteil 200 erfolgt in einem Arbeitsschritt
durch Vibrationsschweißen. Das
Vibrationsschweißen
erfolgt durch Übertragung einer
Fügekraft
(z-Richtung) und Schwingung (y-, x-Richtung) auf die Instrumententafel-Verstärkung 204 über ein
Werkzeug 502. Alternativ zu einer Schwingung in x- oder
y-Richtung ist auch
eine beliebige Kombination von Schwingungen in x- und y-Richtung
möglich.
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- 200
- Instrumententafel-Oberteil
- 202
- Verstärkungsmittelstück
- 204
- Instrumententafel-Verstärkung
- 206
- Aussparung
- 208
- Aussparung
- 210
- Berührungsbereich
- 212
- Überdeckungsbereich
- 214
- Berührungsbereich
- 216
- Berührungsbereich
- 218
- Seite
zum Fahrzeuginnenraum
- 220
- Fahrzeuginnenraum
abgewandte Seite
- 300
- Instrumententafel
- 400
- Berührungsbereich
- 402
- Schweißrippen
- 404
- Berührungsbereich
- 500
- Aufnahmevorrichtung
- 502
- Werkzeug