DE102007051472A1

DE102007051472A1 - Montagevorrichtung

Info

Publication number: DE102007051472A1
Application number: DE200710051472
Authority: DE
Inventors: Sascha Grassow
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-10-27
Filing date: 2007-10-27
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-28
Also published as: DE102007051472B4

Abstract

Eine Montagevorrichtung zum Einbau eines Achsaggregats (5), insbesondere eines Antriebsstrangs, an der Fahrzeugkarosserie (3) eines Kraftfahrzeugs, mit einem das Achsaggregat positionsgenau fixierenden Grundträger (4) und einem zwischen Grundträger und Karosserie wirksamen und diese entgegen der Kraft der Fahrwerksfederung (9) in die Fügeendlage am Achsaggregat absenkenden Niederholmechanismus, ist erfindungsgemäß dadurch problemlos, d. h. vor allem ohne umständliches Umrüsten, für hinsichtlich der erforderlichen Fügedifferenz unterschiedliche Karosserietypen und -typvarianten verwendbar, dass als Niederholmechanismus zumindest ein lösbar mit der Karosserie verbindbarer Spindeltrieb (10) mit einem zugeordneten, den Spindeltrieb bei Erreichen der Fügeendlage der Karosserie selbsttätig stillsetzenden Antriebssystem (21, 22) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Montagevorrichtung zum Einbau eines Achsaggregats und insbesondere eines Antriebsstrangs an der Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Einbau von Achsaggregaten an Kraftfahrzeugkarosserien mit dazwischenliegenden Fahrwerksfedern müssen diese federlängenverkürzend verspannt werden, da das Gewicht der Fahrzeugkarosserie im Allgemeinen nicht ausreicht, diese entgegen der Federkraft in die Fügeendlage abzusenken. Zu diesem Zweck enthalten bekannte Montagevorrichtungen der eingangs genannten Art einen pneumatisch oder hydraulisch betätigten Niederholmechanismus, welcher in der Ausfahrlage mit zuvor an der Karosserie zumeist in die schwellerseitigen Wagenheberaufnahmen eingesetzten Adaptern verkoppelt und zum Absenken der Karosserie in die Fügeendlage entgegen der Federkraft in eine definierte Höhenposition bezüglich des Grundträgers verfahren und in dieser dann durch einen Verriegelungsmechanismus gesichert wird. Nachteilig an einer derartigen Montagevorrichtung ist, dass sie nur für einen bestimmten Karosserietyp verwendbar ist und in umständlicher und kostspieliger Weise umgerüstet oder durch eine anders bestückte Montagevorrichtung ersetzt werden muss, wenn sich bei einem Wechsel des Karosserietyps oder bei einer Typvariante die Fügedifferenz zwischen der erforderlichen Fügeendlage der Karosserie und der Verriegelungsposition des Niederholmechanismus ändert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Montagevorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie problemlos, d. h. vor allem ohne umständliches Umrüsten, für hinsichtlich der erforderlichen Fügedifferenz unterschiedliche Karosserietypen und -typvarianten verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Montagevorrichtung gelöst.
Die Erfindung ermöglicht den Einbau von Achsaggregaten mit in weiten Grenzen beliebigen Fügedifferenzen und dementsprechend unterschiedlichen Karosserietypen, ohne dass hierfür irgendwelche baulichen Änderungen an der Montagevorrichtung erforderlich sind, mit der Besonderheit, dass der Fügehub selbsttätig und unabhängig von einer konstant vorgegebenen, grundträgerbezogenen Hubposition des Spindeltriebs beendet wird, sobald die Karosserie die Fügeendlage auf dem Achsaggregat erreicht. Auf diese Weise garantiert die Erfindung eine typenvariable Montage mit minimalem Arbeits- und Kostenaufwand.
In weiterer, baulich und steuerungsmäßig besonders einfacher Ausgestaltung der Erfindung wird die Fügeendlage der Karosserie nach Anspruch 2 mit Hilfe eines dem Antriebssystem zugeordneten Drehmomentensensors ermittelt, welcher bei einem Drehmomentenanstieg oberhalb eines vorgegebenen, dem Aufsetzen der Karosserie auf dem Achsaggregat in der Fügeendlage entsprechenden Schwellwerts anspricht und dann den Spindeltrieb deaktiviert.
Wahlweise kann das Antriebssystem, wie nach Anspruch 3 bevorzugt, aber auch wegabhängig nach Maßgabe der auf die Fügeendlage der Karosserie bezogenen Hubposition des Spindeltriebs gesteuert werden, was gemäß Anspruch 4 am einfachsten dadurch erfolgt, dass die Drehlage der Gewindespindel durch einen Drehwinkelgeber erfasst und daraus unter Einbeziehung der Gewindesteigung die Hubposition des Spindeltriebs ermittelt wird. Vorzugsweise ist der Drehwinkelgeber in das Antriebssystem integriert und dieses ist lösbar mit dem Spindeltrieb verkoppelt. In diesem Fall lässt sich eine einfache und exakte Verknüpfung zwischen dem Drehwinkel des Antriebssystems und der daraus resultierenden Höhenposition des Spindeltriebs dadurch erhalten, dass der Spindeltrieb nach Anspruch 5 vor Beginn des Fügevorgangs gegen einen grundträgerfesten Anschlag und damit in eine definierte Höhenposition ver schraubt und in dieser dann der Drehwinkelgeber auf die Drehwinkel-Nulllage einjustiert wird.
Gemäß Anspruch 6 wird in weiterer, sicherheitstechnisch besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine primäre Drehmomentenüberwachung mit einer sekundären Höhenlagenüberwachung in der Weise kombiniert, dass der Fügevorgang bei Ansprechen der Drehmomentenüberwachung und gleichzeitiger Übereinstimmung der Spindelposition mit der der Fügeendlage entsprechenden Hublage als ordnungsgemäß beendet angezeigt, jedoch ein Notsignal zur Unterbrechung des Fügevorgangs erzeugt wird, wenn zwar die Drehmomentenüberwachung anspricht, der Spindeltrieb aber z. B infolge eines liegengebliebenen Montagewerkzeugs oder wegen eines anderen Hindernisses nicht in die dem Fügeende entsprechende Hublage gelangt ist.
Um den Spindeltrieb auf baulich und handhabungsmäßig einfache Weise mit der Klarosserie verbinden zu können, ist, wie nach Anspruch 7 bevorzugt, am Spindelende zumindest ein Verriegelungselement angeordnet, welches formschlüssig mit einem an die Karosserie lösbar anschließbaren, etwa in die Wagenheberaufnahme einsteckbaren Adapter verkoppelbar ist. Eine weitere, handhabungsmäßige Vereinfachung wird dadurch erreicht, dass das Verriegelungselement gemäß Anspruch 8 federbelastet und beim Ausfahren des Spindeltriebs selbsttätig unter Federkraftwirkung in die Verriegelungslage mit dem Adapter gelangt.
Nach Anspruch 9 schließlich ist der Spindeltrieb vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet, so dass er die Karosserie auch in dem vom Antriebssystem entkoppelten Zustand entgegen der Spannkraft der Fahrwerksfedern in der Fügeendlage hält.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 eine Montagevorrichtung in Form einer im Zuge einer Fertigungsstraße angeordneten Fügestation in der Seitenansicht; und
2 eine teilweise geschnittene Darstellung eines der Niederhol-Spindeltriebe gemäß 1 in vergrößertem Maßstab.
Die in 1 dargestellte Fügestation liegt im Zuge einer Fertigungsstraße und dient zum Fügen einer an dem Gehänge 1 eines Überkopfförderers 2 zugeführten Fahrzeugkarosserie 3 mit einem lagegenau auf einem bodenseitig zur Fügestation verfahrbaren Grundträger 4 fixierten Achsaggregat, welches bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Antriebsstrang 5 einschließlich eines Motorblocks 6, eines Getriebes 7, der Kardan- und Seitenwellen 8 und der fahrwerksseitigen Schraubenfedern 9 besteht.
Um die Fahrzeugkarosserie 3 entgegen der Kraft der Fahrwerksfedern 9 in die Fügeendlage abzusenken, sind am Grundträger 4 mehrere Niederhol-Spindeltriebe 10 angeordnet, welche mit entsprechenden, etwa in die Wagenheberaufnahmen 11 der Karosserie 3 einsteckbaren Adaptern 12 zusammenwirken. Jeder der Spindeltriebe 10 besteht aus einer am Grundträger 4 drehfest gesicherten Spindelmutter 13 und einer Gewindespindel 14, an deren freiem Ende ein über Axiallager drehentkoppeltes Querjoch 15 befestigt ist, welches durch Führungsstangen 16 axial verschieblich, aber unverdrehbar mit dem Grundträger 4 verbunden ist. Die Verkoppelung des Spindeltriebs 10 mit dem Adapter 12 erfolgt durch zwei am Querjoch 15 angelenkte, klauenförmige Verriegelungselemente 17, die einen erweiterten Bund 18 des Adapters 12 hintergreifen und federnd in die Rastlage vorgespannt sind.
Zum Fügen von Karosserie 3 und Antriebsstrang 5 werden zunächst die Spindeltriebe 10 in die obere Hublage ausgefahren und die Fahrzeugkarosserie 3 wird auf dem Gehänge 1 abgesenkt, bis der Adapter 12 auf dem Querjoch 15 aufliegt. Dabei werden die Verriegelungselemente 17 an einer Konusfläche 19 des Adapters 12 aufgespreizt und dann unter Federkraft hinter dem erweiterten Bund 18 des Adapters 12 verrastet. Gleichzeitig werden am Grundträger 4 hochstehende Absteckungen 20 in entsprechende Aufnahmeöffnungen der Karosserie 3 eingefahren, um sicherzustellen, dass die Karosserie 3 beim weiteren Absenken in Quer- und Längsrichtung lagegenau in die Fügeendlage geführt wird.
Nach dem Lösen des Gehänges 1 werden die Spindeltriebe 10 zurückgefahren, bis die Karosserie 3 in der Fügeendlage auf dem Antriebsstrang 5 aufliegt. Da die Spindeltriebe 10 selbsthemmend ausgebildet sind, bleibt die Fügeendlage entgegen der Kraft der Fahrwerksfedern 9 selbsttätig erhalten, wenn der Grundträger 4 mit der Karosserie 3 und dem Antriebsstrang 5 zur nachfolgenden Bearbeitungsstation verfahren wird, wo die Karosserie 3 mit dem Antriebsstrang 5 verschraubt und dann durch Öffnen der Verriegelungselemente 17 von den Spindeltrieben 10 entkoppelt wird.
Zur Betätigung der Spindeltriebe 10 ist an der Fügestation ein Antriebssystem mit mehreren, automatisch an die Spindeltriebe 10 an- und abkoppelbaren Schraubdrehern 21 angeordnet, deren Drehmoment und Drehwinkel an eine zugeordnete Steuerstufe 22 übermittelt wird. Beim Absenken der Karosserie 3 steigt das Antriebsmoment der Schraubdreher 21 mit zunehmender Spannkraft der Fahrwerksfedern 9 kontinuierlich an und ergibt in der Fügeendlage einen steilen Drehmomentenanstieg, bei dem ein vorgegebener Schwellwert überschritten wird, woraufhin ein entsprechender Schwellwertsensor in der Steuerstufe 22 anspricht und das Antriebssystem abgeschaltet wird. Aus Sicherheitsgründen enthält das Antriebssystem zusätzlich eine Drehwinkelüberwachung, die nach Art einer Hilfssteuerung wie folgt arbeitet: Zunächst wird der Spindeltrieb 10 in eine Anschlagposition und damit in eine definierte Höhenlage bezüglich des Grundträgers 4 verfahren und diese als Drehwinkel-Nullposition gespeichert. Aus dem jeweiligen Drehwinkel der Gewindespindel 14 ergibt sich dann unter Berücksichtung der Gewindesteigung die entsprechende Höhenlage des Spindeltriebs 10 gegenüber dem Grundträger 4. Wenn nun der Drehmo mentensensor anspricht, bevor der Spindeltrieb 10 in eine in Abhängigkeit vom jeweiligen Karosserietyp oder der typvariante unterschiedlich vorgegebene, auf die Fügeendlage der Karosserie 3 bezogene Hubposition zurückgefahren ist, erzeugt die Steuerstufe 22 ein Notsignal, das anzeigt, dass die Absenkbewegung des Spindeltriebs 10 z. B. durch ein liegengebliebenes Montagewerkzeug oder ein anderes Hindernis vorzeitig zum Stillstand gekommen ist.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann die Karosserie 3 anstatt durch die Absteckungen 20 auch durch einen zwischen Adapter 12 und Querjoch 15 wirksamen Zentrierkonus in Längs- und Querrichtung ausgerichtet und/oder die Verriegelungselemente 17 können durch einen z. B. elektrischen Betätigungsmechanismus ferngesteuert geöffnet werden.

Claims

Montagevorrichtung zum Einbau eines Achsaggregats, insbesondere eines Antriebsstrangs, an der Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs, mit einem das Achsaggregat positionsgenau fixierenden Grundträger und einem zwischen Grundträger und Karosserie wirksamen und diese entgegen der Kraft der Fahrwerksfederung in die Fügeendlage am Achsaggregat absenkenden Niederholmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass als Niederholmechanismus zumindest ein lösbar mit der Karosserie (3) verbindbarer Spindeltrieb (10) mit einem zugeordneten, den Spindeltrieb bei Erreichen der Fügeendlage der Karosserie selbsttätig stillsetzenden Antriebssystem (21, 22) vorgesehen ist.
Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (21, 22) einen auf das Antriebsmoment der Gewindespindel (14) ansprechenden, bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts den Spindeltrieb (10) stillsetzenden Drehmomentensensor enthält.
Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (21, 22) eine wegabhängig arbeitende, den Spindeltrieb (10) bei einer auf die Fügeendlage der Karosserie (3) bezogenen Hubposition stillsetzende Steuerstufe (22) enthält.
Montagevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstufe (22) einen die Hubposition des Spindeltriebs (10) nach Maßgabe der Drehlage der Gewindespindel (14) unter Einbeziehung der Gewindesteigung ermittelnden Drehwinkelgeber aufweist.
Montagevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkelgeber vor Beginn des Fügevorgangs in dem gegen einen grundträgerfesten Anschlag verschraubten Zustand des Spindeltriebs (10) auf die Drehwinkel-Nulllage einstellbar ist.
Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (10) sowohl höhenlagen- als auch drehmomentenüberwacht ist und das Antriebssystem (21, 22) eine oberhalb einer der Fügeendlage der Karosserie (3) entsprechenden Hubposition des Spindeltriebs (10) bei gleichzeitigem Überschreiten eines vorgegebenen Antriebsmoments ein Notsignal zur Unterbrechung des Fügevorgangs erzeugende Signalstufe aufweist.
Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur lösbaren Verbindung des Spindeltriebs (10) mit der Karosserie (3) ein an dieser angeschlossener Adapter (12) und am Spindelende zumindest ein formschlüssig mit dem Adapter verkoppelbares Verriegelungselement (17) vorgesehen sind.
Montagevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (17) federbelastet und beim Ausfahren des Spindeltriebs (10) selbsttätig unter Federkraftwirkung mit dem Adapter (12) formschlüssig verrastbar ist.
Montagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (10) selbsthemmend ausgebildet ist.