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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung
einer ersten Fahrzeugkomponente an einer zweiten Fahrzeugkomponente. Darüber
hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Montage
der ersten Fahrzeugkomponente an der zweiten Fahrzeugkomponente.
Insbesondere soll bei der Fahrzeug-Endmontage die Fixierung von
Scheinwerfern vereinfacht und verbessert werden.
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In
der Endmontage ist eine gewisse Qualität bezüglich
der Spaltmaße beispielsweise zwischen einem Scheinwerfer
und dem Kotflügel zu gewährleisten. Dies ist derzeit
nur durch aufwendige Justagearbeiten möglich. Speziell
stellt sich beispielsweise das Problem, ein vorher montiertes Modul,
z. B. ein Frontendträger mit Scheinwerfer, zusammen mit
dem Kotflügel so am Fahrzeug zu befestigen, dass das geforderte
Spaltmaß exakt eingehalten wird.
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Aus
der Druckschrift
DE
34 26 711 A1 ist eine Scheinwerfer-Leuchten-Einheit für
Kraftfahrzeuge bekannt. Von ihr ist ein Fahrtrichtungsanzeiger durch ein
erstes Zahnrichtgesperre an das Scheinwerfer-Gehäuse entgegen
Fahrtrichtung des Fahrzeugs einschiebbar und durch ein zweites Zahnrichtgesperre
bezüglich der Fahrzeugkarosserie quer zur Fahrtrichtung
ausrichtbar. Jedes Gesperre besteht aus zwei zueinander parallelen
Federarmen mit nach außen weisenden Rasten, die mit Rasten
zweier gegenüberliegender Innenseiten einer Hülse zusammenwirken.
Ein Element weist die Hülse und die beiden Federarme auf.
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Weiterhin
offenbart die Druckschrift
DE
102 34 224 A1 eine Leuchteinheit für Fahrzeuge
mit einem Gehäuse, das an mindestens drei zueinander beabstandeten
Befestigungspunkten mit einem Karosserieteil verbindbar ist. Dabei
ist ein erster Befestigungspunkt als Fixpunkt mit einem Festlegeelement ausgebildet,
und zwar derart, dass das Gehäuse in einer Ansetzposition
unversetzbar oder lediglich entgegen der erfolgten Ansatzbewegungsrichtung
zu dem Karosserieteil angeordnet ist.
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Ferner
ist in der Druckschrift
DE 10 2006 008 240 A1 eine Befestigungsvorrichtung
für einen Scheinwerfer an einem Fahrzeug beschrieben, bei der
dieser mit Halterungsteilen am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Die
Befestigungsvorrichtung ist derart gestaltet, dass eine Demontage
und eine wiederholte Montage des Scheinwerfers werkzeuglos erfolgen können.
Dazu ist ein erstes Halterungsteil mit dem oberen Längsträger
und ein zweites Halterungsteil mit einem Frontendmontageträger
des Fahrzeugs lösbar verbindbar. Das erste Halterungsteil
ermöglicht einen Toleranzausgleich in der X-Richtung des Fahrzeugs
und das zweite Halterungsteil einen Toleranzausgleich in der Y-Richtung
des Fahrzeugs. Beide Halterungsteile sind über Schnellbefestigungsmittel
in definierter Position am Scheinwerfer lösbar angeordnet.
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Darüber
hinaus ist für die Fixierung von Scheinwerfern bekannt,
entsprechende Montageelemente und Schraubgewinde in Kunststoff auszuführen.
Die Toleranzen, die beim Spritzen derartiger Komponenten auftreten,
sind jedoch oft nicht ausreichend, so dass eine hohe Qualität
bezüglich der Spaltmaße nur schwer einzuhalten
ist.
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Bei
all den oben genannten Fällen besteht ein erheblicher Aufwand,
um bei der Endmontage eines Fahrzeugs die aneinander zu montierenden Komponenten
vor der endgültigen Befestigung auszurichten. Insbesondere
besteht dieser hohe Aufwand, wie erwähnt, für
die Einhaltung eines exakten Spaltmaßes zwischen einem
Scheinwerfer und einem angrenzenden Kotflügel.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Qualität
bezüglich der Spaltmaße in der Fahrzeugendmontage
zu verbessern und den Einstellaufwand zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Ausrichten
einer ersten Fahrzeugkomponente an einer zweiten Fahrzeugkomponente,
umfassend einen metallischen Träger, ein erstes Kunststoffpasselement,
das an den metallischen Träger angespritzt ist, zum passgenauen
Stecken in oder an die erste Fahrzeugkomponente und ein zweites
Kunststoffpasselement, das ebenfalls an den metallischen Träger
angespritzt ist, zum passgenauen Stecken in oder an die zweite Fahrzeugkomponente.
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Darüber
hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein
Verfahren zur Montage einer ersten Fahrzeugkomponente an eine zweite
Fahrzeugkomponente, durch Ausrichten der beiden Fahrzeugkomponenten
aneinander durch Stecken einer oben geschilderten Vorrichtung mit
dem ersten Kunststoffpasselement an die erste Fahrzeugkomponente
und Stecken der zweiten Fahrzeugkomponente in oder auf das zweite
Kunststoffpasselement der Vorrichtung, so dass die zweite Fahrzeugkomponente
an der ersten Fahrzeugkomponente ausgerichtet ist, und Befestigen
der beiden Fahrzeugkomponenten aneinander.
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Durch
die Verwendung des Polymerhybridverfahrens, d. h. des Anspritzens
von Kunststoffelementen und insbesondere von Justageelementen an einen
Metallträger, ist es möglich, ein Fahrzeuganbauteil
ohne nachträgliche Justierung in der Fahrzeugendmontage
zu befestigen. Besonders vorteilhaft dabei ist jedoch, dass die
Polymerhybridtechnik wesentlich engere Toleranzen als bislang gängige
Techniken ermöglicht. Ein Anbauteil, beispielsweise ein Scheinwerfer,
kann dadurch wesentlich besser am Rohbau ausgerichtet werden.
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Vorzugsweise
sind das erste Kunststoffpasselement und das zweite Kunststoffpasselement
jeweils ein Stift bzw. ein Pin. Alternativ können die beiden
Kunststoffpasselemente beispielsweise auch als Bohrungen ausgebildet
sein. In jedem Fall ist es so möglich, dass der metallische
Träger, der die Kunststoffpasselemente oder auch andere
Fahrzeugkomponenten trägt, zum Zwecke des Justierens leicht
in die erste Fahrzeugkomponente eingesteckt und so zumindest in
zwei Richtungen fixiert wird.
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Sind
die beiden Kunststoffpasselemente als Stifte ausgebildet, so können
sie in untereinander entgegengesetzter Richtung von dem metallischen Träger
abstehen. Folglich können die aneinander auszurichtenden
Fahrzeugkomponenten mit entsprechenden Bohrungen, Taschen oder Anschläge
zum Ausrichten ausgestattet sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform als Frontendträger
ausgebildet sein. In diesem Fall besitzt sie nicht nur die Funktion
des Ausrichtens, sondern eben diese zweite Funktion des Trägers
des Frontends.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist der metallische Träger ein durch Innenhochdruck
umgeformtes Hochprofilelement. In diesem Fall lässt sich
die gesamte Vorrichtung in einem einzigen Werkzeug herstellen. Dabei
findet dann nicht nur ein Innenhochdruckumformen (IHU), z. B. eines
Rohrs statt, sondern auch entsprechend dem Polymerhybridverfahren
ein Umspritzen des Rohrs mit Kunststoff bzw. ein Anformen der Kunststoffpasselemente.
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An
die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten
der Fahrzeugkomponenten kann mindestens ein drittes Kunststoffpasselement
angespritzt sein. Damit können auch weitere Fahrzeugkomponenten
an der ersten bzw. zweiten Fahrzeugkomponente ausgerichtet werden.
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Es
besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Vorrichtung
mit dem ersten oder zweiten Kunststoffpasselement zusätzlich
an eine dritte Fahrzeugkomponente gesteckt wird. So ist es beispielsweise möglich,
dass das Frontendmodul, an dem mit Hilfe des ersten Kunststoffpasselements
bereits ein Scheinwerfer befestigt ist, mit dem zweiten Kunststoffpasselement
an einen Längsträger des Fahrzeugs und an das
zweite Kunststoffpasselement zusätzlich noch ein Kotflügel
gesteckt wird. Dadurch ist nicht nur der Scheinwerfer eindeutig
gegenüber dem Kotflügel positioniert, sondern
beide befinden sich auch in einer wohl definierten Position gegenüber dem
Längsträger.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert, in denen zeigen:
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1 eine
Teilansicht eines Kraftfahrzeugs im Bereich des Scheinwerfers;
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2 eine
Prinzipskizze zur erfindungsgemäßen Ausrichtung
eines Scheinwerfers und eines Kotflügels am Längsträger
eines Fahrzeugs und
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3 eine
Prinzipskizze eines Teils eines erfindungsgemäßen
Frontendträgers.
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Die
nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
dar.
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Ausgangsbasis
für die vorliegende Erfindung ist die Verbesserung der
Qualität bezüglich der Spaltmaße in der
Fahrzeugendmontage. In der 1 ist die
linke Vorderfront eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Es ist dort
der Scheinwerfer 1 und der Kotflügel 2 erkennbar.
Außerdem grenzt an den Scheinwerfer die Kühlerhaube 3 und
die Stoßfängerverkleidung 4. Zwischen
dem Scheinwerfer 1 und den umgebenden Fahrzeugkomponenten,
nämlich Kotflügel 2, Kühlhaube 3 und
Stoßfängerverkleidung 4 ist ein Spalt 5 vorgesehen.
Ziel ist es, diesen Spalt 5 insbesondere zwischen dem Scheinwerfer 1 und
dem Kotflügel 2 über die gesamte Länge
möglichst gleich breit zu gestalten. D. h. das Spaltmaß soll
eine hohe Qualität besitzen.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, wird eine definierte Montageaufnahme in
der Kotflügelbank am Fahrzeugrohbau als Bezugspunkt geschaffen. 2 zeigt
hierzu den prinzipiellen Aufbau einer Fahrzeugfront. An dem Vorbau 6 eines
Fahrzeugs sind links und rechts jeweils ein Längsträger 7 mit
Kotflügelbank angebracht. An der Kotflügelbank
ist eine Montageaufnahme 8 mit einer Bohrung vorgesehen.
In 3 ist die Montageaufnahme 8 der Kotflügelbank vergrößert
dargestellt. Der Übersicht halber ist dort jedoch der Längsträger 7 mit
der Kotflügelbank nicht dargestellt.
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Ein
Frontendträger 9 soll an die Längsträger 7 montiert
werden. Er besteht im Wesentlichen aus einem Rohr 10, das durch
Innenhochdruckumformen (IHU) gebildet ist und einen metallischen
Träger darstellt. Außerdem sind an das Rohr 10 in
einem Spritzgießverfahren Kunststoffelemente 11 angespritzt. Dabei
sind auch zwei Kunststoffstifte 12 und 13 an das
Rohr 10 angespritzt. Bei dem Frontendträger 9 handelt
es sich also um ein Polymerhybridbauteil. Da die Stifte 12, 13 aus
Kunststoff durch das verhältnismäßig
genaue Spritzgießverfahren gebildet sind, ergeben sich
sehr geringe Toleranzen. Diese geringen Toleranzen werden nun dazu
genutzt, den Frontendträger 9 sehr präzise
an der Kotflügelbank bzw. dem Längsträger 7 auszurichten.
Dies erfolgt einfach dadurch, dass der Kunststoffstift 12 in
die Bohrung der Aufnahme 8 gesteckt wird. Die Montageaufnahme 8 bildet
dabei eine Nullreferenz nicht nur für den Frontendträger 9,
sondern auch für den Scheinwerfer 1, denn an den
metallischen Träger, d. h. das Rohr 10 des Frontendträgers 9,
ist auch der weitere Kunststoffstift 13 angespritzt. Dies
ist in der vergrößerten Ansicht von 3 besser
zu erkennen. Auf den Kunststoffstift 13 ist eine Scheinwerferaufnahme 14 des
Scheinwerfers 1 gesteckt. Die Scheinwerferaufnahme 14 ist
in 3 lediglich als Balken ohne den Scheinwerfergrundkörper
selbst dargestellt. Die Montageaufnahme 8 bestimmt somit über
den Frontträger 9 auch die Position des Scheinwerfers 1.
Mit anderen Worten, es wird die Nullreferenz der Kotflügelbank 7 über
die Stifte 12 und 13 an den Scheinwerfer 1 weitergereicht.
Aufgrund der geringen Toleranzen beim Kunststoffspritzguss kann
so der Scheinwerfer 1 sehr genau positioniert werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 ist
ein Kunststoffstift 13 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach
vorne und ein Kunststoffstift 12 nach hinten gerichtet.
Beide Stifte sind zueinander parallel, wie die Bezugslinie in 3 verdeutlicht.
Der nach hinten gerichtete Kunststoffstift 12 ist hier
so ausgebildet, dass er nicht nur in die Montageaufnahme 8 der
Kotflügelbank bzw. des Längsträgers 7 reicht, sondern
dass an seinem freien Ende auch noch eine Kotflügelaufnahme 15 eines
Kotflügels 16 aufgesteckt werden kann. Auch dies
ist in 3 besser zu erkennen, wo auf die Darstellung des
Kotflügels 16 selbst verzichtet ist. Der nach
hinten gerichtete Kunststoffstift 12 dient also auch zum
Ausrichten bzw. Positionieren des Kotflügels 16.
Damit besitzen die Fahrzeugkomponenten Längsträger 7,
Kotflügel 16 und Scheinwerfer 1 zueinander
eine exakt definierte Position. Auch der Frontendträger 9 selbst,
der als Ausrichtvorrichtung für diese Fahrzeugkomponenten
dient, besitzt damit gegenüber diesen Fahrzeugkomponenten
seine definierte Position.
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In
besonders verfahrensökonomischer und reproduzierbarer Ausführung
kann die Herstellung der Stifte in den Herstellungsprozess des Querträgers
bzw. des Frontendträgers integriert werden. Hierzu wird
das Rohr bzw. der metallische Träger in einem einzigen
Werkzeug umgeformt und mit Kunststoff umspritzt. Dabei entstehen
auch die Kunststoffpasselemente zum Ausrichten der Fahrzeugkomponenten
zueinander, insbesondere des Scheinwerfers 1 gegenüber
dem Kotflügel 16. Der Herstellungsprozess führt
also zu einem Metall-Kunststoff-Hybrid-Bauteil, bei dem die Stifte
und der Querträger einstückig miteinander verbunden
sind.
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Das
IHU-Polymerhybridteil bietet deutliche Vorteile in Bezug auf Toleranzen,
da es mit einem einzigen Werkzeug hergestellt werden kann, so dass auf
ein erneutes Einlegen eines Trägerteils verzichtet werden
kann. Alle Maße werden bezogen auf einen Ausrichtpunkt
in dem kombinierten Herstellungsprozess (Formen, Lochen und Spritzgießen)
gefertigt. Dadurch sind geringe Wiederholtoleranzen im Träger von
ca. +/– 0,1 mm möglich. Im Gegensatz zu einem Vollkunststoffteil
gibt es bei einem IHU-Polymerhybridteil nur minimalen thermischen
Verzug. Außerdem ist kein Nachformen wie bei üblichen
Metallteilen, kein Überspritzen, kein Vorhalten der Blechdickentoleranz
und kein Rückfedern nach Werkzeugentnahme notwendig bzw.
gegeben.
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Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Frontendträgers,
der auch als Vorrichtung zum Ausrichten von Fahrzeugkomponenten
dient, ist eine verbesserte automatische Montage des Zusammenbau-Frontends
möglich. Mittels eines Lasers kann nämlich die Bohrung
in der Montageaufnahme 8 des Längsträgers
erfasst und somit die Montage des Frontends passgenau durchgeführt
werden, da diese Bohrung praktisch für das gesamte Frontend
den Bezugspunkt darstellt. In jedem Fall, ob bei automatischer oder
bei manueller Fertigung, kann eine Einstellung der Scheinwerfer
relativ zum Kotflügel entfallen, da das Spaltmaß durch
die Kunststoffpasselemente bereits passend vorgegeben ist.
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Prinzipiell
kann die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung
insbesondere in Form eines IHU-Polymerhybridteils auch zum Ausrichten
anderer Karosserieteile, wie Türen, Klappen, Leuchten,
etc. verwendet werden. Auch für die Montage von Innenraumverkleidungen
und Innenraumkomponenten kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung nützlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3426711
A1 [0003]
- - DE 10234224 A1 [0004]
- - DE 102006008240 A1 [0005]