DE102008059273A1

DE102008059273A1 - Verfahren zum Einbau einer Cockpitbaugruppe in eine Kraftfahrzeugkarosserie und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008059273A1
Application number: DE200810059273
Authority: DE
Inventors: Bernd Leuschner; Norbert Ranker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau einer vormontierten Cockpitbaugruppe in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine vormontierte Cockpitbaugruppe bereitgestellt wird, die Cockpitbaugruppe durch einen Manipulator in eine Einbaulage gebracht und in Einbaulage mittels wenigstens eines lösbaren Rastmechanismus mit der Karosserie verrastet wird, und wobei die Cockpitbaugruppe in Einbaulage mit einander gegenüberliegenden, fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten durch in Fahrzeugquerrichtung angeordnete Verbindungsmittel verbunden wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und betrifft ein Verfahren zum Einbau einer vormontierten Cockpitbaugruppe in eine Kraftfahrzeugkarosserie, sowie ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
In der Fließfertigung moderner Kraftfahrzeuge wird das Cockpit in der Regel als vormontierte Baueinheit (”Cockpitbaugruppe”) in die Karosserie eingebaut, wodurch bessere Montagebedingungen und eine Verkürzung von Prozesszeiten erreicht werden können. Die Cockpitbaugruppe wird hierbei typischer Weise auf einem Aufnahmegehänge vormontiert, mittels eines Manipulators in ihre Einbaulage gebracht und anschließend mit der Karosserie verschraubt. Um die Cockpitkomponenten möglichst weitgehend vormontieren zu können, enthält die Cockpitbaugruppe meist einen stabilen Querträger, an dem die Cockpitkomponenten mittel- oder unmittelbar befestigt sind. Beispielsweise wird als Querträger ein Trägerrohr verwendet, an dessen Enden jeweils Trägerhalter angebracht sind, die einerseits zum Verschließen des Trägerrohrs und andererseits zur Befestigung der Cockpitbaugruppe an der Karosserie dienen.
Unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 erfolgt nun die Beschreibung des Einbaus einer Cockpitbaugruppe in eine Karosserie, wie er von der Anmelderin in der industriellen Serienfertigung durchgeführt wird.
In 6 und 7 ist eine insgesamt mit der Bezugszahl 101 bezeichnete Cockpitbaugruppe dargestellt, die auf einem nicht dargestellten Aufnahmegehänge vormontiert wurde. Die Cockpitbaugruppe 101 enthält einen in den 8A und 8B erkennbaren rohrförmigen Querträger 102 zur Befestigung der Cockpitkomponenten, von denen hier lediglich beispielhaft eine Lenkung 103 bezeichnet ist. Da insbesondere aus einer umfangreichen Patentliteratur bekannt ist, welche weiteren Cockpitkomponenten in einer Cockpitbaugruppe enthalten sein können, muss hier nicht näher darauf eingegangen werden. An beiden Enden des Querträgers 102 sind Trägerhalter 104 angebracht, an denen Adapter 105 zum Aufnehmen der Cockpitbaugruppe 101 lösbar befestigt werden können.
Die Cockpitbaugruppe 101 wird zum Einbau in eine Karosserie 109 von einem in den Figuren nicht dargestellten Ladearm an den beiden montierten Adaptern 105 aufgenommen und durch eine zwischen der A-Säule 106 und der B-Säule 107 befindliche vordere Seitentüröffnung 108 in einen von der Karosserie 109 geformten Innenraum 110 eingefahren. Die Cockpitbaugruppe 101 wird hierbei in eine Lage gebracht, die ein kollisionsfreies Einfahren der Cockpitbaugruppe 101 ermöglicht. Im Innenraum 110 der Karosserie 109 wird die Cockpitbaugruppe 101 vom Ladearm in eine bestimmte Stellung gedreht und anschließend durch eine translatorische Bewegung entlang der Fahrzeuglängsrichtung in die gewünschte Einbaulage gebracht, wo sie an einem von Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik als ”Stirnwand” bezeichneten frontseitigen Karosserieabschnitt, welcher hier insgesamt mit der Bezugszahl 111 bezeichnet ist, befestigt wird.
In 8A und 8B ist der in 7 gestrichelt markierte Fahrzeugbereich in einer vergrößerten und vereinfachten Darstellung gezeigt, um die Befestigung der Cockpitbaugruppe 101 zu veranschaulichen. Insbesondere ist zum Zwecke einer einfacheren Darstellung von der Cockpitbaugruppe 101 nur der Querträger 102 mit daran befestigtem Trägerhalter 104 gezeigt, wobei auch auf eine Darstellung des Adapters 105 verzichtet wurde. Die Stirnwand 111 der Karosserie setzt sich aus einem in Fahrzeugquerrichtung sich erstreckenden Stirnwandvorderabschnitt 112 und zwei in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Stirnwandseitenabschnitten 113 (von Fachleuten auch als ”Stirnwand seitlich” bezeichnet) zusammen, wobei an letzteren eine Befestigung der Cockpitbaugruppe 101 erfolgt. An den beiden Trägerhaltern 104 ist zu diesem Zweck jeweils ein Befestigungsrahmen 114 angeformt, der mit einem an den Stirnwandseitenabschnitten 113 jeweils angebrachten speziellen Anbauteil, hier als Cockpithalterung 115 bezeichnet, verbunden werden soll.
Wird die Cockpitbaugruppe 101 durch eine translatorische Verschiebung in Fahrzeuglängsrichtung in Einbaulage gebracht, wird sie in der Endphase der Verschiebung in Fahrzeugquerrichtung festgelegt, indem ein von den Trägerhaltern 104 in Fahrzeuglängs- bzw. Fahrzeughochrichtung vorspringender Führungspin 116 in eine (in den Figuren nicht dargestellte) von einem Karosseriequerträger 117 der Karosserie 109 geformte Führungskulisse greift. Der Karosseriequerträger 117 dient der unteren Aufnahme der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs. Hierbei gelangen die Befestigungsrahmen 114 der beiden Trägerhalter 104 zur Anlage gegen die Cockpithalterungen 115, wobei in etwa S-förmig gekrümmte Rahmenabschnitte 118 zur Anlage gegen in Passform gekrümmte Halterungsabschnitte 120 und gerade Rahmenabschnitte 119 zur Anlage gegen gerade Halterungsabschnitte 121 gelangen, wodurch die Einbaulage der Cockpitbaugruppe 101 in Fahrzeuglängs- und Fahrzeughochrichtung festgelegt wird. Zur Lagesicherung der Cockpitbaugruppe 101 in Einbaulage dringen von den Cockpithalterungen 115 vorspringende Federlaschen 122 in Laschenöffnungen 123 der Befestigungsrahmen 114 ein.
Eine Befestigung der Cockpitbaugruppe 101 an der Karosserie erfolgt, indem die Trägerhalter 104 durchsetzende Befestigungsschrauben 125 in entsprechende Gewindeöffnungen 126 der Cockpithalterungen 115 eingeschraubt werden. Die Befestigungsschrauben sind hierbei in Fahrzeuglängsrichtung orientiert.
Vor dem Hintergrund einer gewünschten Reduzierung der Umweltbelastung durch schädliche Verbrennungsgase, wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxiden, sind die Hersteller von Kraftfahrzeugen bestrebt, Kraftfahrzeuge ohne eine Verschlechterung von Stabilitäts- bzw. Crash-Eigenschaften im Gewicht zu verringern. Beispielsweise wird in der Cockpitbaugruppe zu diesem Zweck der Querträger aus einem leichten und dennoch stabilen Material wie Kunststoff-Faser-Verbundwerkstoffen gefertigt. Jedoch ist es wünschenswert, das Fahrzeuggewicht weiter zu reduzieren, um hierdurch die Umweltbelastung durch Abgase weiter zu vermindern.
Aufgabenstellung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Montage einer Cockpitbaugruppe in einer Kraftfahrzeugkarosserie zur Verfügung zu stellen, durch das eine weitere Reduzierung des Fahrzeuggewichts ermöglicht ist.
Lösung der Aufgabe
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren zum Einbau einer Cockpitbaugruppe in eine Kraftfahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
In der nachfolgenden Beschreibung gemachte Lage- bzw. Richtungsangaben beziehen sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen Fahrzeugheck und Fahrzeugfront verlaufenden Fahrzeuglängsrichtung und einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Fahrzeugquerrichtung, wobei die beiden Fahrzeugseiten jeweils parallel zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind. Die Fahrzeughochrichtung ist senkrecht zur Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung gerichtet.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Einbau einer vormontierten Cockpitbaugruppe in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs gezeigt, welches die folgenden Schritte umfasst:
Zunächst wird eine beispielsweise auf einem Aufnahmegehänge vormontierte Cockpitbaugruppe bereitgestellt. Die Cockpitbaugruppe kann einen beispielsweise rohrförmigen, im eingebauten Zustand in Fahrzeugquerrichtung sich erstreckenden Querträger zur Befestigung weiterer Cockpitkomponenten enthalten, an dessen Enden jeweils Trägerhalter zur Befestigung der Cockpitbaugruppe an der Karosserie angebracht oder als integrierte Bestandteile angeformt sind.
Die vormontierte Cockpitbaugruppe wird durch einen Manipulator, beispielsweise ein Ladearm, nachdem sie gegebenenfalls zunächst von einem Aufnahmegehänge entnommen wurde, in eine zum Einbau in die Karosserie geeignete Einbaulage bewegt, wobei die Bewegung in Einbaulage zumindest in ihrer Endphase eine ausschließlich translatorische Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung umfassen kann. In Einbaulage wird die Cockpitbaugruppe mittels wenigstens eines lösbaren Rastmechanismus mit der Karosserie verrastet, wobei es von Vorteil sein kann, wenn die Cockpitbaugruppe in Einbaulage jeweils mit einander gegenüberliegenden, an beiden Fahrzeugseiten angeordneten (fahrzeugseitigen) Karosserieabschnitten durch einen lösbaren Rastmechanismus verrastet wird.
Anschließend wird die Cockpitbaugruppe mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten durch in Fahrzeugquerrichtung angeordnete längliche Verbindungsmittel verbunden. Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn die Cockpitbaugruppe mittels in Fahrzeugquerrichtung gerichteter Schraubbolzen mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten, insbesondere mit den seitlichen Außenblechen, verschraubt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an der Cockpitbaugruppe eine Mehrzahl (beispielsweise zwei) Adapter zur Aufnahme der Cockpitbaugruppe durch einen Manipulator lösbar angebracht, wobei an den Adaptern jeweils ein erstes Rastelement angeformt ist, das in Einbaulage mit einem an den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten angeformten zweiten Rastelement verrastbar ist bzw. in Einbaulage verrastet. Besonders vorteilhaft werden beim Lösen der Adapter von der Cockpitbaugruppe die beiden in Einbaulage verrasteten Rastelemente wieder entrastet. Die Adapter können insbesondere jeweils an Trägerhaltern lösbar angebracht werden, die an den beiden Enden des Querträgers zur Befestigung weiterer Cockpitkomponenten montiert sind.
Das erste Rastelement ist vorzugsweise in Form eines mit einem Eingriffsabschnitt versehenen Federmittels ausgebildet, das in Einbaulage mit seinem Eingriffsabschnitt in durch Federkraft belasteten Rasteingriff mit einem an einem fahrzeugseitigen Karosserieabschnitt angeformten, ersten Vorsprung gelangt. Vorteilhaft wird der erste Vorsprung beim Bewegen der Cockpitbaugruppe in Einbaulage durch eine an der Cockpitbaugruppe angeformte Führung in Fahrzeughochrichtung geführt, wobei die Führung einen Endanschlag in Bewegungsrichtung der Cockpitbaugruppe für den ersten Vorsprung aufweist. Die Führung für den ersten Vorsprung kann insbesondere von einem Trägerhalter des Querträgers der Cockpitbaugruppe geformt sein.
Vorteilhaft ist weiterhin am fahrzeugseitigen Karosserieabschnitt ein zumindest in Fahrzeughochrichtung versetzt zum ersten Vorsprung angeordneter zweiter Vorsprung angeformt, der in Einbaulage zur Anlage gegen den Trägerhalter gelangt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Cockpitbaugruppe in Fahrzeugquerrichtung fluchtend zum Querträger der Cockpitbaugruppe mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten verbunden. Ist der Querträger in Form eines Trägerrohrs ausgebildet, kann die Cockpitbaugruppe insbesondere in Fahrzeugquerrichtung fluchtend zu einer Achse des Querträgers mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten verbunden werden, was den Vorteil einer geradlinigen Kraftflusses mit sich bringt und das Steifigkeits- bzw. Crash-Verhalten des Fahrzeugs verbessert.
Um die Cockpitbaugruppe beim Bewegen in Einbaulage in Fahrzeugquerrichtung festzulegen, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn wenigstens ein in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeughochrichtung vorspringendes Führungselement von einer an einem Karosserieabschnitt, insbesondere an einem Karosseriequerträger, ausgebildeten Führung geführt wird.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf ein durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestelltes Kraftfahrzeug, bei welchem eine Cockpitbaugruppe an einander gegenüberliegenden, fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten angebracht ist, wobei an den beiden Karosserieabschnitten jeweils wenigstens ein Vorsprung angeformt ist, welcher in Einbaulage so in Eingriff mit einer von der Cockpitbaugruppe geformten, den Vorsprung beim Bewegen in Einbaulage führenden Führung ist, dass die Cockpitbaugruppe in Einbaulage gehalten wird.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
1A–1C jeweils perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung der Befestigung eines Adapters an einer Cockpitbaugruppe in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2A–2B jeweils perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung der Lagesicherung der Cockpitbaugruppe von 1 während einer translatorischen Verschiebung in Einbaulage;
3A–3C jeweils perspektivische Ansichten zur vergrößerten Darstellung eines hakenförmigen Endabschnitts einer Federzunge beim translatorischen Verschieben der Cockpitbaugruppe von 1 und 2 in Einbaulage;
4 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Befestigung der Cockpitbaugruppe von 1 bis 3 an der Karosserie mittels Befestigungsschrauben;
5A–5C jeweils perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung der Demontage eines Adapters von der Cockpitbaugruppe von 1 bis 4;
6 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen vormontierten Cockpitbaugruppe vor dem Einfahren in eine Karosserie;
7 eine perspektivische Ansicht der Cockpitbaugruppe von 6 in Einbaulage;
8A–8B jeweils perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung einer herkömmlichen Befestigungsweise zum Befestigung der Cockpitbaugruppe von 6 und 7 an der Karosserie.
Die 6 bis 8, worin eine herkömmliche Montageweise zur Befestigung einer Cockpitbaugruppe an der Karosserie veran schaulicht ist, wurden bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich erläutert, so dass sich hier eine weitere Beschreibung erübrigt.
Es wird nun Bezug auf die 1 bis 5 genommen, worin ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Montage einer Cockpitbaugruppe an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht ist.
Demnach umfasst eine insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Cockpitbaugruppe zum Einbau in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs einen rohrförmigen Querträger 2 zur Befestigung weiterer Cockpitkomponenten, der sich im eingebauten Zustand in Fahrzeugquerrichtung erstreckt und an dessen beiden Enden jeweils Trägerhalter 3 angebracht oder als integrierte Bestandteile angeformt sind, die sich im eingebauten Zustand in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und zum Verschließen der Rohrenden des Querträgers 2 und zur Montage der Cockpitbaugruppe 1 an den bereits eingangserläuterten Stirnwandseitenabschnitten 5 der Karosserie dienen. Lediglich zum Zwecke einer einfacheren Darstellung und zum besseren Verständnis der Erfindung ist von der Cockpitbaugruppe 1 in den Figuren nur der Querträger 2 mit den Trägerhaltern 3 gezeigt, wobei vom Querträger 2 insbesondere nur ein Endabschnitt dargestellt ist. Es versteht sich von selbst, dass die Cockpitbaugruppe 1 weitere Cockpitkomponenten aufweisen kann.
An die beiden Trägerhalter 3 ist zur Befestigung an den Stirnwandseitenabschnitten 5 jeweils ein Befestigungsrahmen 4 angeformt. An den Trägerhaltern 3 können jeweils Adapter 7 zum Aufnehmen der Cockpitbaugruppe 1 durch einen Manipulator, beispielsweise Ladearm abnehmbar angebracht werden. Die Befestigungsrahmen 4 der beiden Trägerhalter 3 sind zu diesem Zweck jeweils mit zwei über- bzw. untereinander angeordneten, in etwa schlüssellochförmigen Durchbrechungen 6 versehen, in die zylindrische Vorsprünge 10 eines Adapters 7 eingeführt werden können, wie in 1A durch einen Pfeil angegeben ist. Wie in
1B durch einen weiteren Pfeil angedeutet ist, können die beiden Vorsprünge 10 des Adapters 7 durch Verschieben in einer Richtung senkrecht hierzu zur Anlage gegen in etwa halbkreisförmige Endanschläge der Durchbrechungen 6 gebracht werden, wobei in dieser Position ein federbelasteter Rastpin 11 in ein vom Befestigungsrahmen 4 geformtes Rastloch 8 greifen kann, um auf diese Weise den Adapter 7 am Trägerhalter 3 zu verrasten (1C).
An jedem Adapter 7 ist benachbart zum oberen Vorsprung 10 eine in Form einer Blattfeder ausgebildete Federzunge 12 angebracht, die bei Adaptermontage durch die dem oberen Vorsprung 10 zugeordnete Durchbrechung 6 gesteckt wird, wobei letztere zu diesem Zweck entsprechend erweitert ist.
Eine Befestigung der beiden Adapter 7 an den Befestigungsrahmen 4 erfolgt an der noch auf einem Aufnahmegehänge befindlichen, vormontierten Cockpitbaugruppe 1, die anschließend von einem in den Figuren nicht dargestellten Ladearm an den beiden Adaptern 7 aufgenommen und durch eine vordere Seitentüröffnung in den Innenraum einer Karosserie eingefahren und in Einbaulage gebracht wird, wie dies eingangs anhand der 6 und 7 bereits ausführlich erläutert wurde. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird diesbezüglich auf die dort gemachten Ausführungen verwiesen.
Nach dem Einfahren der Cockpitbaugruppe 1 in den Innenraum der Karosserie und einer entsprechenden Ausrichtung wird die Cockpitbaugruppe 1 durch eine zur Fahrzeugfront gerichtete ausschließlich translatorische Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung in Einbaulage gebracht und an der Karosserie befestigt.
An den beiden Stirnwandseitenabschnitten 5 der Karosserie sind jeweils zwei Bolzen 14, 15 befestigt, die sich zur Fahrzeugmitte hin in Fahrzeugquerrichtung erstrecken und relativ zueinander in Fahrzeughochrichtung versetzt sind, wie in den 2A und 2B gezeigt ist. Die Bolzen 14, 15 sind an den Stirnwandseiten abschnitten 5 mittels einer geeigneten Verbindungstechnik angebracht, wobei eine Positionierung der beiden oberen Bolzen 14 in einer Ebene in Fahrtrichtung vor dem Schwerpunkt der Cockpitbaugruppe 1 erfolgt.
Wenn die Cockpitbaugruppe 1 in der Karosserie durch eine translatorische Verschiebung in Fahrzeuglängsrichtung in Einbaulage gebracht wird, wird sie in der Endphase der Verschiebung jeweils durch einen vom Trägerhalter 3 in Fahrzeuglängs- und (oder) Fahrzeughochrichtung vorspringenden Führungsstift 16, der von einer entsprechenden Führungskulisse eines Karosseriequerträgers aufgenommen wird, in Fahrzeugquerrichtung festgelegt. Dies erfolgt in analoger Weise wie eingangs in Zusammenhang mit der herkömmlichen Montageweise beschrieben.
Eine Festlegung der Cockpitbaugruppe 1 in Fahrzeughochrichtung erfolgt durch die an die beiden Stirnwandseitenabschnitte 5 angeformten oberen Bolzen 14, die jeweils in Eingriff mit von den Trägerhaltern 3 geformten Bolzenführungen 17 gelangen. Die in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Bolzenführungen 17 sind jeweils als nutartige Einformung eines Randabschnitts 19 des Trägerhalters 3 ausgebildet. Sie weisen im Nutgrund einen Endanschlag 20 für den oberen Bolzen 14 auf, wodurch eine Endposition für den oberen Bolzen 14 bzw. die Cockpitbaugruppe 1 in Fahrzeuglängsrichtung festgelegt ist. Die in den Bolzenführungen 17 aufgenommenen oberen Bolzen 14 dienen neben einer Führung und Festlegung der Cockpitbaugruppe 1 auch deren Halterung an den Stirnwandseitenabschnitten 5. Zur Vermeidung unerwünschter Geräusche sind die Bolzenführungen 17 jeweils mit einem Kunststoffrahmen 18 umspritzt.
Die Federzungen 12 der Adapter 7 sind mit einem in etwa S-förmigen, hakenförmigen Federabschnitt 13 mit einer daran angeformten, schräg zur Fahrzeuglängsrichtung angestellten Anlaufschräge 21 versehen. Wenn die Cockpitbaugruppe 1 durch translatorische Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung in Einbaulage gebracht wird, gelangen die Anlaufschrägen 21 der Federzungen 12 zur Anlage gegen die oberen Bolzen 14 (2A und 3A), wodurch die Federzungen 12 entgegen ihrer Federkraft (hier nach unten) ausgelenkt werden (3B). Erreichen die oberen Bolzen 14 ihren Endanschlag 20 innerhalb der Bolzenführungen 17 hintergreifen die Federzungen 12 mit ihren hakenförmigen Federabschnitten 13 die oberen Bolzen 14 (2B und 3C) und gelangen in Rasteingriff mit diesen, so dass diese durch die Federkraft der Federzungen 12 im Endanschlag lagegesichert sind. Die Cockpitbaugruppe 1 ist somit auch in Fahrzeuglängsrichtung festgelegt.
Die oberen Bolzen 14 sind in den Endanschlägen 20 der Bolzenführungen 17 jeweils spielfrei aufgenommen. Die mit Kunststoff umspritzten Endanschläge 20 sind zu diesem Zweck beispielsweise keilförmig ausgebildet, wie in 3A–3C gezeigt ist, so dass die oberen Bolzen 14 jeweils in einer stabilen Dreipunktlage zwischen Endanschlag 20 und Federzunge 12 gehalten werden.
Wenn die oberen Bolzen 14 in den Bolzenführungen 17 in ihren Endanschlag 20 gebracht werden, gelangen gleichzeitig die unteren Bolzen 15 zur Anlage gegen die Randabschnitte 19 der Trägerhalter 3 (2B). Durch die den Randabschnitten 19 der Befestigungsrahmen 4 anliegenden unteren Bolzen 15 wird ein Verdrehen bzw. Verkippen der Cockpitbaugruppe 1 um die oberen Bolzen 14 verhindert, wenn sich der Massenschwerpunkt der Cockpitbaugruppe 1 außerhalb der fluchtenden Bolzenachse der beiden oberen Bolzen 14 befindet und somit an der Cockpitbaugruppe 1 ein Drehmoment angreift. Wenn die beiden Federzungen 12 die oberen Bolzen 14 hintergreifen, ist die Cockpitbaugruppe 1 in Einbaulage gesichert, so dass der Ladearm die Adapter 7 frei geben kann und anschließend zur Aufnahme einer weiteren Cockpitbaugruppe in Stellung gebracht werden kann.
Eine Befestigung der Cockpitbaugruppe 1 an der Karosserie erfolgt mittels Befestigungsschrauben 25, wie in 4 veranschaulicht ist, worin eine perspektivische Ansicht eines Schnitts entlang der Fahrzeugquerrichtung gezeigt ist. Zu diesem Zweck werden auf jeder Fahrzeugseite zwei zueinander in vertikaler Richtung versetzt angeordnete Befestigungsschrauben 25 in Fahrzeugquerrichtung in Richtung zur Fahrzeugmitte durch ein erstes Schraubenloch 23 eines Außenblechs 22 (Außenverkleidung) und durch ein fluchtendes zweites Schraubenloch 24 des Stirnwandseitenabschnitts 5 geführt und mit einer fahrzeugmittenseitig an die Trägerhalterung 3 angeschweißten Gewindehülse 26 verschraubt. Um eine Verformung von Außenblech 22 und Stirnweitenseitenabschnitt 5 beim Anziehen der Befestigungsschrauben 25 zu vermeiden, sind im Hohlraum zwischen Außenblech 22 und Stirnwandseitenabschnitt 5 eine Hohlraumversteifungsstruktur 28 bzw. eine Distanzhülse 27 vorgesehen. Im Hohlraum zwischen dem Stirnwandseitenabschnitt 5 und dem Trägerhalter 3 durchsetzen die beiden Befestigungsschrauben 25 jeweils ein Toleranzausgleichselement 29, durch das beim Anziehen der Befestigungsschrauben 25 der Abstand zwischen den beiden Bauteilen spielfrei überbrückt wird. Derartige Toleranzausgleichselemente 29 werden im Handel vertrieben und sind bereits vielfach in der Patentliteratur beschrieben, so dass es sich erübrigt hier näher darauf einzugehen.
Eine Befestigung der Cockpitbaugruppe 1 mittels der beiden oberen Befestigungsschrauben 25 erfolgt im Bereich der Trägerachse des rohrförmigen Querträgers 2, so dass die zwischen Cockpitbaugruppe 1 und Karosserie übertragenen Kräfte auf kürzestem Wege (geradlinig) eingeleitet werden können, um das Steifigkeits- bzw. Crash-Verhalten des Kraftfahrzeugs zu verbessern.
In 5A bis 5C ist die Demontage eines Adapters 7 von der Cockpitbaugruppe 1 nach erfolgter Befestigung der Cockpitbaugruppe 1 an der Karosserie veranschaulicht. Demnach wird zunächst an jedem Adapter 7 ein mit dem Rastpin 11 verbundener Knopf 9 in Fahrzeuglängsrichtung zum Fahrzeugheck hin gezogen, wie in 5A gezeigt ist, wodurch der federbelastete Rastpin 11 entgegen der angreifenden Federkraft aus dem Rastloch 8 des Befestigungsrahmens 4 gezogen wird. Nun kann der Adapter 7 nach unten verschoben werden, wie in 5B durch den Pfeil angegeben ist, um die Federzungen 12 entsprechend nach unten zu versetzen, so dass die oberen Bolzen 14 in den Bolzenführungen 17 frei gegeben bzw. entrastet werden. Wie in 5C gezeigt ist, kann der Adapter 7 anschließend in Fahrzeuglängsrichtung von der Cockpitbaugruppe 1 entfernt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer Cockpitbaugruppe an einer Fahrzeugkarosserie ermöglicht gegenüber dem eingangs erläuterten herkömmlichen Montageverfahren eine merkliche Einsparung am Fahrzeuggewicht, da durch die in Fahrzeugquerrichtung orientierten Befestigungsschrauben auf spezielle karosserieseitige Cockpithalterungen zur Befestigung der Cockpitbaugruppe verzichtet werden kann. In vorteilhafter Weise kann hierdurch die Abgasbelastung durch das Kraftfahrzeug vermindert werden. Zudem wird Bauraum frei, der anderweitig genutzt werden kann. In vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der übliche Montageablauf zur Montage der Cockpitbaugruppe an der Karosserie weitgehend beibehalten werden, wobei die logistische Komplexität bei der Montage verringert wird, da weniger Schweißschritte beim Zusammenbau der Karosserie erforderlich sind und keine spezielle karosserieseitigen Cockpithalterungen vorgehalten werden müssen. Das Steifigkeits- bzw. das Crashverhalten der Karosserie kann bei der gezeigten Befestigung der Cockpitbaugruppe an der Karosserie aufgrund eines geradlinigen Kraftflusses verbessert werden.

1: Cockpitbaugruppe
2: Querträger
3: Trägerhalter
4: Befestigungsrahmen
5: Stirnwandseitenabschnitt
6: schlüssellochförmige Durchbrechung
7: Adapter
8: Rastloch
9: Knopf
10: Vorsprung
11: Rastpin
12: Federzunge
13: hakenförmiger Federabschnitt
14: oberer Bolzen
15: unterer Bolzen
16: Führungsstift
17: Bolzenführung
18: Kunststoffrahmen
19: Randabschnitt
20: Endanschlag
21: Anlaufschräge
22: Außenblech
23: erstes Schraubenloch
24: zweites Schraubenloch
25: Befestigungsschraube
26: Gewindehülse
27: Distanzhülse
28: Hohlraumversteifungsstruktur
29: Toleranzausgleichselement
101: Cockpitbaugruppe
102: Querträger
103: Lenkung
104: Trägerhalter
105: Adapter
106: A-Säule
107: B-Säule
108: Seitentüröffnung
109: Karosserie
110: Karosseriehohlraum
111: Stirnwand
112: Stirnwandvorderabschnitt
113: Stirnwandseitenabschnitt
114: Befestigungsrahmen
115: Cockpithalterung
116: Führungspin
117: Karosseriequerträger
118: gekrümmter Rahmenabschnitt
119: gerader Rahmenabschnitt
120: gekrümmter Halterungsabschnitt
121: gerader Halterungsabschnitt
122: Federlasche
123: Laschenöffnung
125: Befestigungsschraube
126: Gewindeöffnung

Claims

Verfahren zum Einbau einer vormontierten Cockpitbaugruppe (1) in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen einer vormontierten Cockpitbaugruppe (1); – Bewegen der Cockpitbaugruppe (1) in eine Einbaulage durch einen Manipulator und Verrasten der Cockpitbaugruppe (1) mit der Karosserie in Einbaulage mittels wenigstens eines lösbaren Rastmechanismus (12, 14, 17); – Verbinden der Cockpitbaugruppe (1) mit einander gegenüber liegenden, fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5, 22) durch in Fahrzeugquerrichtung angeordnete, längliche Verbindungsmittel (25, 26).
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) in Einbaulage mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5, 22) jeweils durch einen lösbaren Rastmechanismus (12, 14, 17) verrastet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem an der Cockpitbaugruppe (1) Adapter (7) zur Aufnahme durch einen Manipulator lösbar angebracht werden, wobei an den Adaptern (7) jeweils ein erstes Rastelement (12) angeformt ist, das in Einbaulage mit einem an einem fahrzeugseitigen Karosserieabschnitt (5, 22) angeformten zweiten Rastelement (14) verrastbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem beim Lösen der Adapter (7) von der Cockpitbaugruppe (1) die beiden in Einbaulage verrasteten Rastelemente (12, 14) entrastet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei welchem die Adapter (7) jeweils an Trägerhaltern (3) lösbar angebracht werden, die an den beiden Enden eines Querträgers (2) zur Befestigung weiterer Cockpitkomponenten montiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welchem das erste Rastelement in Form eines mit einem Eingriffsabschnitt (13) versehenen Federmittels (12) ausgebildet ist, das in Einbaulage mit seinem Eingriffsabschnitt (13) in durch Federkraft belasteten Rasteingriff mit einem an einem fahrzeugseitigen Karosserieabschnitt (5) angeformten ersten Vorsprung (14) gelangt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der erste Vorsprung (14) beim Bewegen der Cockpitbaugruppe (1) in Einbaulage durch eine an der Cockpitbaugruppe angeformte, einen Endanschlag (20) für den ersten Vorsprung (14) aufweisende Führung (17) in Fahrzeughochrichtung geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem der erste Vorsprung (14) beim Bewegen der Cockpitbaugruppe (1) in Einbaulage von einer von einem Trägerhalter (3) des Querträgers (2) geformten Führung (17) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem an den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5) jeweils ein zumindest in Fahrzeughochrichtung versetzt zum ersten Vorsprung (14) angeordneter zweiter Vorsprung (15) angeformt ist, der in Einbaulage zur Anlage gegen den Trägerhalter (3) gelangt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) in Fahrzeugquerrichtung fluchtend zum Querträger (2) mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5, 22) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) mittels in Fahrzeugquerrichtung gerichteter Schraubbolzen (25) mit den fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5, 22) verschraubt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) auf jeder Fahrzeugseite mit Außenblechen (22) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) durch eine translatorische Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung in Einbaulage gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem die Cockpitbaugruppe (1) beim Bewegen in Einbaulage durch wenigstens ein in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeughochrichtung vorspringendes Führungselement (16), das von einer an einem Karosseriequerträger ausgebildeten Führung geführt wird, in Fahrzeugquerrichtung festgelegt wird.
Kraftfahrzeug, bei welchem eine Cockpitbaugruppe (1) an einander gegenüberliegenden, fahrzeugseitigen Karosserieabschnitten (5) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Karosserieabschnitten (5) jeweils wenigstens ein Vorsprung (14, 15) angeformt ist, welcher in Einbaulage so in Eingriff mit einer von der Cockpitbaugruppe geformten, den Vorsprung beim Bewegen in Einbaulage führenden Führung (17) ist, dass die Cockpitbaugruppe (1) in Einbaulage gehalten wird.