DE102009024084A1

DE102009024084A1 - Justagevorrichtung und Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie zu montierenden Fahrzeugteils

Info

Publication number: DE102009024084A1
Application number: DE102009024084A
Authority: DE
Inventors: Klaus Labbe; Jürgen HULBERT
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-06-06
Filing date: 2009-06-06
Publication date: 2010-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Justagevorrichtung (1) mit einem Montagewinkel (3) und ein Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) zu montierenden Fahrzeugteils (5). Die Justagevorrichtung (1) weist einen Zentrierbolzen (6) auf, der in ein Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) einpassbar ist. Außerdem weist die Justagevorrichtung (1) einen Montagewinkel (3) auf, der zwei Schenkelflächen (8, 9) besitzt, wobei eine erste Schenkelfläche (8) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (4) eine erste Fixierung (12) aufweist, und eine zweite Schenkelfläche (9) ein Ausgleichselement (13) trägt, wobei das Ausgleichselement (13) und der zweite Schenkel (11) zueinander verschieblich in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) angeordnet sind. Das Ausgleichselement (13) ist mittels Zentrierbolzen (6) oder mittels Vermessung auf das Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) ausrichtbar. Das Ausgleichselement (13) weist auf dem zweiten Schenkel (11) in einer justierten Position (17) eine zweite Fixierung (16) auf, welche ein Verschieben der justierten Position (17) blockiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Justagevorrichtung mit einem Montagewinkel und ein Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie zu montierenden Fahrzeugteils. Die Justagevorrichtung weist einen Zentrierbolzen auf, der in ein Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils einpassbar ist. Außerdem weist die Justagevorrichtung den Montagewinkel auf, der zwei Schenkelflächen besitzt, wobei eine erste Schenkelfläche relativ zu der Fahrzeugkarosserie eine erste Fixierung aufweist und eine zweite Schenkelfläche ein Ausgleichselement trägt.
Aus der Druckschrift DE 197 39 870 A1 ist eine Zentriervorrichtung mit mindestens einem Führungsbolzen bekannt. Die Zentriervorrichtung dient zum Ausrichten eines Strukturquerträgers zu einer Karosseriewand. Dieser Strukturträger als zu montierendes Fahrzeugteil trägt das Armaturenbrett und muss exakt ausgerichtet in der Karosserie befestigt werden. Dazu ist es notwendig, ihn vor der eigentlichen Befestigung zu zentrieren, wozu so genannte Zentrierbolzen benötigt werden.
Der aus der Druckschrift DE 197 39 870 A1 bekannte Zentrierbolzen ist zweiteilig und besteht aus einem Haltebolzen, der am Strukturquerträger bzw. an der Stirnwand der Karosserie befestigt ist und einem darauf aufgeschraubten, aus Kunststoff bestehenden Führungsteil, wobei der Haltebolzen durch eine Öffnung in einem Wandabschnitt des Strukturquer trägers oder der Karosseriewand geführt ist und mit einem Bund an der einen Wandseite des Wandabschnitts anliegt, wobei das Führungsteil an der anderen Wandseite des Wandabschnitts anliegt.
Mit dieser Zentriervorrichtung kann lediglich dafür gesorgt werden, dass ein Strukturträger, der beispielsweise ein Armaturenbrett trägt, gegenüber einer Karosserie ausgerichtet und befestigt werden kann. Jedoch können mit dieser Zentriervorrichtung Fertigungstoleranzen nicht ausgeglichen werden. Vielmehr muss mit erheblichen Abständen beispielsweise zwischen einem Armaturenbrett und der sich anschließenden beispielsweise Türverkleidung gerechnet werden, da sich Fertigungstoleranzen nicht mit Hilfe dieser Zentriervorrichtung ausgleichen lassen.
Aus der Druckschrift DE 44 26 785 C1 ist darüber hinaus eine Kraftfahrzeugkarosserie mit integriertem Strukturquerträger bekannt, wobei der Strukturquerträger als zentrales Montage- und Trägerelement für das Cockpit des Fahrzeugs dient und beidseitig im Bereich der A-Säule der Karosserie mit dieser verschraubt ist sowie in Karosserielängsrichtung orientierte Zentrierelemente zum Positionieren des Strukturquerträgers bei dessen Einbau aufweist. Dazu wird vorgeschlagen, dass zwei bolzenförmige Zentrierelemente vorgesehen sind, wobei die Zentrierelemente mit dem Strukturquerträger im Bereich dessen beider Enden verbunden sind.
Dazu weist der Strukturträger an beiden Enden in Längsrichtung der Karosserie orientierte Stirnplatten auf, wobei jede Stirnplatte mehrere Bohrungen zur Aufnahme von mit der Karosserie verbundenen Schrauben aufweist. Damit erfolgt die Zentrierung des Strukturträgers ausschließlich mit den beiden bolzenförmigen Zentrierelementen, mit denen jedoch eine Nachjustage oder auch eine Vorjustage zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen nicht zuverlässig erfolgen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Justagevorrichtung zu schaffen und ein Verfahren zur Justage eines zu montierenden Fahrzeugteils relativ zur Fahrzeugkarosserie anzugeben, mit der ein exakter Ausgleich von Fertigungstoleranzen möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Justagevorrichtung, die Abstände zwischen einzelnen Fahrzeugteilen, die mittels unterschiedlicher Justagevorrichtungen relativ zur Karosserie montiert werden sollen, derart zu minimieren, dass beispielsweise der Übergang von einem Cockpit zu Seitenverkleidungen des Fahrzeugs eine Art umlaufenden Übergang für ein Autoinnendesign ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Justagevorrichtung mit einem Montagewinkel und ein Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie zu montierenden Fahrzeugteils geschaffen. Die Justagevorrichtung weist einen Zentrierbolzen auf, der in ein Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils einpassbar ist. Außerdem weist die Justagevorrichtung einen Montagewinkel auf, der zwei Schenkelflächen besitzt, wobei eine erste Schenkelfläche relativ zu der Fahrzeugkarosserie eine erste Fixierung aufweist und eine zweite Schenkelfläche ein Ausgleichselement trägt, wobei das Ausgleichselement und der zweite Schenkel zueinander verschieblich in der Ebene der zweiten Schenkelfläche angeordnet sind. Das Ausgleichselement ist mittels Zentrierbolzen oder mittels Vermessung auf das Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils ausrichtbar. Das Ausgleichselement weist auf dem zweiten Schenkel in einer justierten Position eine zweite Fixierung auf, welche ein Verschieben der justierten Position blockiert.
Diese Justagevorrichtung hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Strukturquerträger, der ein Cockpit tragen soll, an Karosserielängsträgern mit Hilfe des Montagewinkels und der erfindungsgemäßen Justagevorrichtung derart justiert werden kann, dass an dem Strukturquerträger fixierte Fahrzeugteile, wie ein Cockpit, relativ, beispielsweise zu einer Türverkleidung, angeordnet werden können, so dass praktisch die Spaltbreite zwischen Türverkleidung und Cockpitverkleidung gegen Null tendiert.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine Toleranzkompensation erreichbar, die eine weit höhere Maßhaltigkeit ermöglicht als es bisher in dem oben genannten Stand der Technik mit Hilfe der Zentrierbolzen möglich ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Justagevorrichtungen können Variationen und Streuungen bezüglich der Maßhaltigkeit praktisch auf Null gebracht werden, obgleich die notwendigen Löcher bzw. Öffnungen für entsprechende Zentrierbolzen zwangsweise größere Toleranzen in der Endmontage erzeugen, was sichtbare Spalte erzeugt, was bei einer Türenverkleidung die optisch in eine Armaturentafel übergehen oftmals für den Kunden bezüglich Qualität als minderwertig empfunden wird. Dieser Nachteil wird mit der erfindungsgemäßen Justagevorrichtung vollständig überwunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ausgleichselement eine Justageplatte, die ein Justageauge aufweist, das mittels des Zentrierbolzens oder mittels Ver messung auf das Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils ausrichtbar ist. Diese Justageplatte wird nach Ausrichtung des Justageauges auf das Befestigungsauge in der justierten Position auf dem zweiten Schenkel mit der zweiten Fixierung derart fixiert, dass ein Verschieben der justierten Position blockiert ist. Dabei weist das Justageauge der Justageplatte und das Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils kongruente oder identische Innendurchmesser auf, an die der Außendurchmesser des Zentrierbolzens angepasst ist, so dass es möglich wird, mit der Justageplatte Fertigungstoleranzen der Karosseriefertigung nachträglich auszugleichen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Ausgleichselement ein Justagebolzen, der in eine zentrale Bohrung des Zentrierbolzens einpassbar ist und durch eine Justageöffnung des zweiten Schenkels des Montagewinkels hindurch und in die zentrale Bohrung des Zentrierbolzens hineinragt, wobei die Justageöffnung in dem zweiten Schenkel des Montagewinkels größer als der Schaft des Justagebolzens ist. In einer justierten Position zwischen Justagebolzen und zweitem Schenkel wird der Justagebolzen in dieser justierten Position auf dem zweiten Schenkel fixiert, womit ein Verschieben der justierten Position blockiert ist. Während eine erste Fixierung den ersten Schenkel des Montagewinkels relativ zur Karosserie fixiert, ermöglicht die zweite Fixierung des Ausgleichselements den endgültigen Toleranzausgleich.
Vorzugsweise weist die erste Fixierung der ersten Schenkelfläche relativ zur Fahrzeugkarosserie eine nicht lösbare stoffschlüssige Verbindung auf, indem mittels Punktschweißtechnik beispielsweise der erste Schenkel des Montagewinkels mit fünf Schweißpunkten an einem Karosserieträger fixiert ist. Neben dem Punktschweißen können aber auch Lichtbogen schweißtechniken und Hartlottechniken für die erste Fixierung des ersten Schenkels des Montagewinkels eingesetzt werden. Durch den Wärmeverzug beim Schweißen können bereits erste Fertigungstoleranzen überschritten werden, so dass eine Nachjustage bei der Montage von weiteren Fahrzeugteilen wie einem Strukturquerträger erforderlich wird. Andererseits ist es auch möglich, für eine erste Fixierung eine lösbare mechanische Verbindung vorzusehen durch beispielsweise selbst hemmende Schraubverbindungen.
Die zweite Fixierung, die ein Verschieben der verschieblichen Justagehilfen bzw. Ausgleichselemente in Form einer Justageplatte bzw. eines Justagebolzens in einer nachjustierten Position blockieren soll, wird vorzugsweise mittels Lichtbogenschweißens oder Punktschweißens ausgeführt. Diese Verfahren sind bei dem Fixieren des Justagebolzens von Vorteil, da hier der das Justageloch überdeckende Kopf des Justagebolzens mit dem zweiten Schenkel des Montagewinkels zu verbinden ist. Wird als Ausgleichselement die oben erwähnte Justageplatte eingesetzt, so weist diese eine größere überlappende Fläche des zweiten Schenkels des Montagewinkels auf, so dass hier ein Punktschweißen als stoffschlüssige Verbindung von Vorteil ist, zumal sie schneller durchführbar ist als jede fixierende mechanische Verbindung, beispielsweise über Gewindebohrungen und Schrauben bzw. Muttern und Schrauben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Justageplatte, die als Ausgleichselement eingesetzt wird, mindestens eine Haltelasche auf, die in einer Öffnung des zweiten Schenkels des Montagewinkels in der Ebene der zweiten Schenkelfläche verschieblich angeordnet ist und den Schenkel nach Einführen der abgekanteten Haltelasche in die Öffnung den zweiten Schenkel teilweise umfasst.
Zusätzlich weist der zweite Schenkel in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Haltelasche auf, die mit einer Randaussparung der Justageplatte in Eingriff steht, wobei die haltelasche die Justageplatte am Rand teilweise derart umfasst, dass die Justageplatte in der Ebene der zweiten Schenkelfläche verschieblich angeordnet ist.
Durch diese mindestens zwei Haltelaschen, nämlich der Justageplatte und des zweiten Schenkels, die beide derart angeordnet sind, dass sie eine begrenzte Verschiebung der Justageplatte im Bereich einer Justageöffnung in dem zweiten Schenkel ermöglichen, kann das in der Justageplatte angeordnete Justageauge auf das Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils ausgerichtet werden.
Diese Ausrichtung kann entweder mit einem Zentrierbolzen oder durch ein drei-dimensionales Triangulationsmessverfahren ausgeführt werden. Wird ein Justagebolzen zum Toleranzausgleich eingesetzt, so ist dieser verschieblich in der Ebene der zweiten Schenkelfläche angeordnet, indem eine Justageöffnung in dem zweiten Schenkel größer ist als der Schaft des Justagebolzens. Jedoch ist der Kopf des Justagebolzens deutlich größer als die Justageöffnung, damit diese in jeder möglichen Justageposition die Justageöffnung in dem zweiten Schenkel des Montagewinkels vollständig abdeckt. Hinzu kommt, dass es von Vorteil ist, wenn der Kopf des Justagebolzens deutlich größer als die Justageöffnung in dem zweiten Schenkel ist, so dass in jeder möglichen Justageposition das Fixieren mittels eines Lichtbogenschweißpunktes an dem Kopf des justierten Justagebolzens und dem zweiten Schenkel des Montagewinkels möglich ist.
Eine alternative Lösung des obigen Problems wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 8 gelöst. Dabei weist die Justagevorrichtung für ein relativ zur Fahrzeugskarosserie zu montierendes Fahrzeugteil einen Zentrierbolzen auf, der eine montierte Einheit aufweist, die als letzte Baugruppe an ein Element fixierbar ist, wobei die vormontierte Einheit mit Zentrierbolzen toleranzausgleichend und lochlos mit dem Element verbindbar ist. Die vormontierte Einheit weist einen metallischen Fixierpunkt auf, der auf einem metallischen Montageträger aufgebracht ist. Gegenüberliegend zu dem metallischen Fixierpunkt des metallischen Montageträgers ist auf diesem eine Zentrierhülse vormontiert. Dabei weisen der Montagträger und die Zentrierhülse unterschiedliche Materialien auf und können unterschiedlich zueinander angepasste Formen haben.
Eine derartige Justagevorrichtung hat den Vorteil, dass eine vormontierte Einheit mit Zentrierbolzen als letzte Baugruppe zusammenbaubar ist, wobei Toleranzen bei der Vormontage gegenüber bzw. relativ zur Fahrzeugkarosserie dadurch ausgeglichen werden, dass auf einem metallischen Montageträger ein metallischer Fixierpunkt vorhanden ist, der mit dem metallischen Element relativ zur Fahrzeugkarosserie verschweißt mindestens jedoch stoffschlüssig verbunden werden kann. Dabei ist es nicht erforderlich, dass passgenaue Bohrungen oder Löcher in dem Element vorzubereiten sind, vielmehr erfolgt der Toleranzausgleich durch Verschieben der vormontierten Einheit gegenüber dem Element bis die endgültige Position erreicht ist, und dann kann über den metallischen Fixierpunkt des metallischen Montageträgers diese endgültige Position vorzugsweise mittels eines Lichtbogenschweißverfahrens fixiert werden.
Einen besonderen Vorteil bietet die Möglichkeit, dass bei dieser Lösung der Aufgabe der Montageträger beispielsweise aus einem schweißbaren Material und die Zentrierhülse, welche den Montagträger teilweise umgibt, aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann. Dabei sind die ineinander greifenden Formen von metallischen Montageträger und Zentrierhülse beliebig dem Raumbedarf und der Funktion anpassbar.
Ein Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie zu montierenden Fahrzeugteils unter Verwendung der Justagevorrichtung weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Zentrierbolzen bereitgestellt, der in ein Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils einpassbar ist. Ferner wird ein Montagewinkel, der zwei Schenkelflächen aufweist, hergestellt. Schließlich wird ein Ausgleichselement hergestellt, das entweder eine Justageplatte oder ein Justagebolzen sein kann.
Dieses Ausgleichselement wird auf den zweiten Schenkel des Montagewinkels derart aufgebracht, dass das Ausgleichselement und der zweite Schenkel zueinander in der Ebene der zweiten Schenkelfläche verschieblich angeordnet werden. Nun kann ein Fixieren der ersten Schenkelfläche des Montagewinkels relativ zur Fahrzeugkarosserie erfolgen und anschließend ein Ausrichten des Ausgleichselements auf das Befestigungsauge des zu montierenden Fahrzeugteils in einer Justageposition des Fahrzeugteils durchgeführt werden.
Dieses Ausrichten kann mit Hilfe eines Zentrierbolzens oder mit Hilfe eines Messverfahrens wie einem drei-dimensionalen Triangulationsverfahren durchgeführt werden. Anschließend erfolgt eine zweite Fixierung, indem das Ausgleichselement in der Justageposition auf dem zweiten Schenkel des Montagewin kels fixiert wird. Dieses Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise Toleranzen, die bei der Fertigung der Karosserie auftreten bei der Montage eines weiteren Fahrzeugteils wie eines Strukturquerträgers zu Längsträgern der Karosserie, mit hoher Maßgenauigkeit auszugleichen.
Bei dem drei-dimensionalen Triangulationsverfahren wird die Justageposition, d. h. das Befestigungsauge in dem zu montierenden Fahrzeugteil, und die Position des Ausgleichselements in einer Ebene der zweiten Schenkelfläche verschoben, bis eine vorbestimmte Position des Justageauges erreicht ist. Dann erst folgt die zweite Fixierung, bei der das Ausgleichselement mit dem zweiten Schenkel des Montagewinkels in der justierten Position fixiert wird. Ist das Ausgleichselement eine Justageplatte, so kann diese Fixierung auch mittels Schraubverbindungen zwischen zweiter Schenkelfläche und Justageplatte erfolgen.
Die Justageplatte kann einen herausragenden Teil mit dem Justageauge aufweisen, das in einer Justageöffnung des zweiten Schenkels des Montagewinkels angebracht wird, wobei das Justageauge mittels zwei gebogener Haltelaschen verschiebbar in der Justageöffnung montiert wird.
Ein Verfahren zum Montieren eines Cockpits eines Fahrzeugs wird zunächst mit den Verfahrensschritten durchgeführt, die oben erwähnt sind. Danach kann das Cockpitmodul als zu montierendes Fahrzeugteil an der zweiten Schenkelfläche montiert werden oder das Cockpitteil wird an einem Strukturträger montiert, der mit Hilfe der obigen Verfahrensschritte maßgenau für das anzubringende Cockpitmodul mit der Karosserie über den erfindungsgemäßen Montagewinkel montiert wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Justagevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 bis 4 zeigen schematische perspektivische Ansichten eines Zusammenbaus für eine erste Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des Montagewinkels und eines Ausgleichselements in Form einer Justageplatte;
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Montagewinkels gemäß 2 nach Aufsetzen des Ausgleichselements;
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Montagewinkels mit verschieblich montiertem Ausgleichselement;
5 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des relativ zur Fahrzeugkarosserie montierten Montagewinkels;
6 zeigt eine schematische Ansicht einer justierten Fuge zwischen zwei Fahrzeugteilen des Fahrzeuginneren;
7 zeigt eine schematische perspektivische Rückansicht einer Karosseriewand und eines Strukturquerträgers mit erfindungsgemäßen Montagewinkel;
8 zeigt eine Prinzipskizze eines Justagebolzens in einem Zentrierbolzen für eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
9 zeigt eine schematische, auseinander gezogene Ansicht einer Justagevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die zweite Justagevorrichtung nach Ausrichtung und Fixierung des Justagebolzens;
11 zeigt eine schematische Skizze einer Justagevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
12 zeigt eine schematische Skizze einer vormontierten Einheit mit Zentrierbolzen vor dem stoffschlüssigen Verbinden mit einem Element der Fahrzeugkarosserie;
13 zeigt einen schematischen Querschnitt nach dem stoffschlüssigen Verbinden des metallischen Fixierpunktes der Justagevorrichtung mit dem Element gemäß 13.
1 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Justagevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Justagevorrichtung 1 dient dazu ein Justageauge 15 relativ zu einer Karos serie 4 derart anzuordnen, dass ein Fahrzeugteil 5 mit einem Befestigungsauge 7 derart justiert wird, dass beispielsweise an dem Fahrzeugteil 5 befestigte Innenverkleidungen des Fahrzeugs einen genau definierten Abstand zu einer benachbarten Innenverkleidung aufweist, trotz erheblicher Toleranzen, die für den Zusammenbau der Karosserie 4 vorgesehen sind.
Das Fahrzeugteil 5 kann beispielsweise ein Strukturquerträger sein, der das Befestigungsauge 7 aufweist, welches in Relation zu dem Justageauge 15 und zur Karosserie 4 nachjustiert werden muss, um die hohe Maßhaltigkeit, die für die Innenverkleidung gefordert wird, einzuhalten. Dazu weist die Justagevorrichtung 1 einen Montagewinkel 3 auf, der zwei Schenkel 10 und 11 aufweist, wobei der erste Schenkel 10 relativ zur Karosserie 4 in dieser Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe von Punktschweißungen 12 fixiert ist. Der zweite Schenkel 11 trägt auf seiner Schenkelfläche 9 eine Justageplatte 14 als Ausgleichselement 13 mit dem Justageauge 15, das in einem herausragenden Teil 27 der Justageplatte 14 angeordnet ist. Der herausragende Teil 27 ist innerhalb einer Justageöffnung des zweiten Henkels 11 des Montagewinkels 3 angeordnet. Dabei ist die Justageöffnung 20 in dem Schenkel 11 größer als der herausragende Teil 27 mit dem Justageauge 15.
Um die Toleranzen in x- und y-Richtung von ±Δx bzw. ±Δy gegenüber der Karosserie 4 auszugleichen, kann eine dreidimensionale Vermessung durchgeführt werden, um das Justageauge 15 exakt auf das Befestigungsauge 7 des Fahrzeugbauteils 5 zu justieren und vorhandene Karosseriefertigungstoleranzen auszugleichen, so dass beispielsweise Innenverkleidungen, die an dem Fahrzeugteil 5 befestigt werden mit hoher Maßhaltigkeit im Innenraum des Fahrzeugs montiert werden können. Sobald die Vermessung erfolgreich abgeschlossen ist, kann die Justageplatte 14 mit Hilfe einer weiteren Fixierung 16, die ebenfalls eine Punktschweißung sein kann, an dem zweiten Schenkel 11 des Montagewinkels durchgeführt werden. Anstelle von Punktschweißungen können auch lösbare Verbindungen wie Schraubverbindungen für die Fixierung der justierten Montageplatte vorgesehen werden.
Anstelle der oben erwähnten drei-dimensionalen Triangulationsmessung zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen ±Δx und ±Δy kann auch ein Zentrierbolzen 6 durch das Befestigungsauge 7 und das Justageauge 15 vor dem Schweißen der Justageplatte 14 mit dem zweiten Schenkel 11 des Justagewinkels 3 erfolgen.
Die 2 bis 4 zeigen schematische perspektivische Ansichten eines Zusammenbaus eines Montagewinkels 3 für eine Justagevorrichtung 1 gemäß 1.
2 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des Montagewinkels 3 und eines Ausgleichselements 13 in Form einer Justageplatte 14. Das Ausgleichselement 13 ist hier als Justageplatte 14 ausgebildet und weist eine Randaussparung 25 auf sowie ein herausragendes Teil 27 mit einem Justageauge 15, das auf den Durchmesser eines Fixierbolzens, wie er in 1 gezeigt wird, angepasst ist.
Darüber hinaus weist die Justageplatte 14 eine abgewinkelte Haltelasche 22 auf, die in ihrer abgewinkelten Dimension in eine Öffnung 23 in dem zweiten Schenkel 11 des Montagewinkels 3 eingeführt werden kann. Der Montagewinkel 3 weist neben dem ersten Schenkel 10 mit der Schenkelfläche 8 einen zweiten Schenkel 11 mit der Öffnung 23 für die Haltelasche 22 der Justageplatte 14 auf und außerdem eine Justageöffnung 20, in die das herausragende Teil 27 der Justageplatte 14 eingefügt werden kann, wobei der Durchmesser der Justageöffnung 20 deutlich größer ist als das herausragende Teil 27, womit ermöglicht wird, dass die Justageplatte 14 relativ zu der Schenkelfläche 9 in der Ebene der Schenkelfläche 9 in der x- und der y-Achse verschoben werden kann. Weiterhin weist in dieser Ausführungsform der Erfindung der zweite Schenkel 11 eine weitere Haltelasche 24 auf, die mit der Randaussparung 25 der Justageplatte 14 in Eingriff bringbar ist.
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Montagewinkels 3 gemäß 2 nach Aufsetzen des Ausgleichselements 13 auf die Schenkelfläche 9 des zweiten Schenkels 11 des Montagewinkels 3. Dabei ist die Haltelasche 22 der Justageplatte 14 durch die Öffnung 23 des Schenkels 11 geführt, ebenso ist der herausragende Teil 27 mit dem Justageauge 15 in die Justageöffnung 22 des Schenkels 11 eingeführt und die zweite Haltelasche 24, die an dem Schenkel 11 fixiert ist, steht in Eingriff mit der Randaussparung 25, jedoch ist die Justageplatte 14 nur auf den Schenkel 11 aufgesetzt und kann in dieser Form noch vom Schenkel 11 abgezogen werden.
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Montagewinkels 3 mit verschieblich montiertem Ausgleichselement 13 für eine Justagevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Haltelasche 24 ist dazu in der Randaussparung 25 der Justageplatte 14 derart umgebogen, dass sie die Justageplatte 14 in einer verschieblichen Position entlang einer Ebene der Schenkelfläche 9 des zweiten Schenkels 11 hält. Erst nach dieser Vormontage der Justageplatte 14 an dem zweiten Schenkel 11 des Montagewinkels 3 kann nun die eigentliche Ausrichtung des Justageauges 15 zu einem Befestigungsauge 7 eines zu montierenden Fahrzeugteils erfolgen.
5 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, perspektivische Ansicht des relativ zur Fahrzeugkarosserie montierten Montagewinkels 3, der mit seiner ersten Schenkelfläche 8 des ersten Schenkels 10 über erste Fixierungen 12 relativ zur Karosserie 4 fixiert ist. Der zweite Schenkel 11 weist auf der zweiten Schenkelfläche 9 des Montagewinkels 3 die mit einer zweiten Fixierung 16 angeordnete und in ihrer Verschieblichkeit durch eine zweite Fixierung 16 blockierte Justageplatte 14 auf. Diese zweite Fixierung 16 wird durchgeführt, sobald das Justageauge 15 auf das Befestigungsauge 7 des zu montierenden Fahrzeugteils 5 ausgerichtet ist.
6 zeigt eine schematische Ansicht einer justierten Fuge 29 zwischen zwei Fahrzeugteilen 30 und 31 des Fahrzeuginneren, wobei das Fahrzeugteil 30 ein Cockpit 28 des Fahrzeugs sein kann und das Fahrzeugteil 31 eine Türverkleidung. Um eine möglichst maßgenaue enge Fuge 29 zu realisieren, können Fertigungstoleranzen des Karosserieaufbaus durch die erfindungsgemäße Justagevorrichtung 1, wie sie in den vorhergehenden Figuren gezeigt wird, ausgeglichen werden.
7 zeigt eine schematische perspektivische Rückansicht einer Karosseriewand 32 und eines Strukturquerträgers 33 beispielsweise für ein Cockpit 28 mit Justagevorrichtung 1 und Zentrierbolzen 6 in einer in x- und y-Richtung ausgerichteten justierten Position 17.
8 zeigt eine Prinzipskizze eines Justagebolzens 18 in einem Zentrierbolzen 6. Dazu weist der Zentrierbolzen 6 eine zentrale Bohrung 19 auf, in die der Schaft 21 des Justagebol zens 18 einführbar ist. Zwischen dem Kopf 26 des Justagebolzens 18 und der Stirnseite 34 des Zentrierbolzens 6 kann beispielsweise der zweite Schenkel des Montagewinkels, wie er in den vorhergehenden Figuren gezeigt wird, angeordnet werden, wobei eine Justageöffnung des zweiten Schenkels des oben gezeigten Montagewinkels in x- und y-Richtung zwischen dem Kopf 26 des Justagebolzens 18 und der Stirnseite 34 des Zentrierbolzens 6 angeordnet werden kann.
9 zeigt eine schematische, auseinander gezogene, teilweise geschnittene Ansicht einer Justagevorrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Dazu ist der Montagewinkel 3 mit seinem ersten Schenkel 10 und seiner Schenkelfläche 8 über eine erste Fixierung 12 relativ zur Karosserie 4 fixiert. Der zweite Schenkel 11 weist eine Montageöffnung 20 auf, deren Abmessungen größer sind als der Schaft 21 des Justagebolzens 18.
Der Kopf 26 des Justagebolzens 18 ist wiederum deutlich größer als die Justageöffnung 20 in dem Schenkel 11 des Montagewinkels 3. Somit ist der Justagebolzen 18 in x- und y-Richtung in der Ebene der zweiten Schenkelfläche 9 verschieblichbewegbar. Nach Ausrichten des Justagebolzens auf ein Befestigungsauge 7 des zu montierenden Fahrzeugteils 5 kann der Kopf 26 des Justagebolzens 18 mit dem Schenkel 11 des Montagewinkels 3 mit einer zweiten Fixierung 16 festgesetzt werden. Dabei können entsprechend dem Größenunterschied zwischen dem Schaft 21 und der Justageöffnung 20 entsprechende Toleranzen bei der Fertigung der Karosserie 4 für die Halterung bzw. Ausrichtung des zu montierenden Fahrzeugteils 5 ausgeg lichen werden. Das Befestigungsauge 7 weist eine Öffnung auf, in die der Zentrierbolzen 6 passgenau einführbar ist.
10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die zweite Justagevorrichtung 2 nach Ausrichtung und Fixierung des Justagebolzens 18 mit Hilfe einer zweiten Fixierung 16 in Form von Lichtbogenschweißstellen. Der Zentrierbolzen 6 durchdringt nicht nur das relativ zum Justagebolzen 18 ausgerichtete Befestigungsauge 7 des zu montierenden Fahrzeugteils 5, sondern auch eine an das Fahrzeugteil 5 angeklebte Kunststoffstruktur 35, beispielsweise eines Cockpits des Fahrzeuginneren.
11 zeigt eine schematische Skizze einer Justagevorrichtung 40 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung kann eine vormontierte Einheit, die einen Zentrierbolzen 6 aufweist über einen metallischen Fixierpunkt 38 als letzte Baugruppe eines Fertigungsabschnitts an einem Element 37 fixiert werden, das dem metallischen Fixierpunkt 38 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das Element 37 und die vormontierte Einheit mit dem Zentrierbolzen 6 aufeinander in Pfeilrichtung A zugeführt werden. Dabei sind sowohl das Element 37 beispielsweise der Fahrzeugkarosserie als auch eine vormontierte Einheit, die mit dem Zentrierbolzen 6 zusammenwirkt in ihrer endgültigen Position zueinander in x- und y-Richtung ausgerichtet, sodass sämtliche Toleranzen aus der Vormontage der vorzumontierenden Einheit mit dem Zentrierbolzen 6 ausgeglichen sind.
Bei dem Aufsetzen des Elements 37 auf den metallischen Fixierpunkt 38 der vormontierten Einheit mit dem Zentrierbolzen 6 bleibt die in x und y erreichte Position unverändert. Dazu weist der Zentrierbolzen 6 einen metallischen Montageträger 39 auf, der auf seinem Kopf 26 den Fixierpunkt 38 trägt und der mit seinem Schaft 21 in eine Bohrung 19 hineinragt, die beispielsweise in eine Zentrierhülse 42 aus Kunststoffmaterial 41 eingebracht ist, wobei der Montageträger 39 gegenüber der Zentrierhülse 42 in den Pfeilrichtungen B und C verschieblich ist. Während in dieser Ausführungsform der Montageträger 39 und die ihn umgebende Zentrierhülse 42 koaxial aufgebaut sind, können sowohl die Zentrierhülse 42 als auch der Montageträger 39 eine beliebige zueinander angepasste Form aufweisen. Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Erfindung die Zentrierhülse aus einem Kunststoffmaterial aufgebaut. Um einen beispielsweise Lichtbogenschweißung am metallischen Fixierpunkt 38 zu ermöglichen, ist der Montageträger 39 aus einer entsprechenden Metalllegierung hergestellt.
12 zeigt eine schematische Skizze einer vormontierten Einheit 36 mit Zentrierbolzen 6 vor dem stoffschlüssigen Verbinden mit einem Element 37 beispielsweise der Fahrzeugkarosserie. In dieser Ausführungsform der Erfindung weist die vormontierte Einheit 36 eine Kunststoffstruktur 35 und ein metallisches Fahrzeugteil 5 auf, die zueinander durch den Zentrierbolzen 6 ausgerichtet und vormontiert sind und gegenüber einem Element 37 beispielsweise der Fahrzeugkarosserie derart positioniert sind, dass sämtliche Toleranzen der Vormontage ausgeglichen sind. Dabei kann beispielsweise die vormontierte Einheit mit dem Zentrierbolzen 6 mehr als nur diese zwei gezeigten Bauelemente der Baugruppe aufweisen.
13 zeigt einen schematischen Querschnitt nach stoffschlüssigem Verbinden des metallischen Fixierpunktes 38 der Justagevorrichtung 40 mit dem Element 37 gemäß 13. Bei diesem Zusammenfügen des Elements 37 und der vormontierten Einheit 36 über den metallischen Fixierpunkt 38 kann durch Anlegen einer entsprechenden Spannung ein Lichtbogen zwischen dem Fixierpunkt 38 gemäß 12 und einer Oberfläche des Elements 37 gezündet werden, der bei einem anschließenden Zusammenbringen des Elements 37 mit der vormontierten Einheit 36 zu der in 13 gezeigten flächigen Verschweißung verschmilzt.

1: Justagevorrichtung (1. Ausführungsform)
2: Justagevorrichtung (2. Ausführungsform)
3: Montagewinkel
4: Fahrzeugkarosserie
5: Fahrzeugteil
6: Zentrierbolzen
7: Befestigungsauge
8: erste Schenkelfläche
9: zweite Schenkelfläche
10: erster Schenkel
11: zweiter Schenkel
12: erste Fixierung
13: Ausgleichselement
14: Justageplatte
15: Justageauge
16: zweite Fixierung
17: justierte Position
18: Justagebolzen
19: Bohrung
20: Justageöffnung
21: Schaft
22: Haltelasche der Justageplatte
23: Öffnung für Haltelasche
24: Haltelasche des zweiten Schenkels
25: Randaussparung
26: Kopf
27: herausragendes Teil
28: Cockpit
29: Fuge zwischen Innenverkleidungen
30: Innenverkleidung
31: Innenverkleidung
32: Karosseriewand
33: Strukturquerträger
34: Stirnseite
35: Kunststoffstruktur
36: vormontierte Einheit
37: Element
38: metallischer Fixierpunkt
39: metallischer Montageträger
40: Justagevorrichtung (3. Ausführungsform)
41: Kunststoffmaterial
42: Zentrierhülse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19739870 A1 [0002, 0003]
- DE 4426785 C1 [0005]

Claims

Justagevorrichtung mit Montagewinkel (3) für ein relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) zu montierendes Fahrzeugteil (5), mit – einem Zentrierbolzen (6), der in ein Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) einpassbar ist, – dem Montagewinkel (3), der zwei Schenkelflächen (8, 9) aufweist, mit – einer ersten Schenkelfläche (8), die relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) eine erste Fixierung (12) aufweist, und – einer zweiten Schenkelfläche (9), die ein Ausgleichselement (13) trägt, wobei das Ausgleichselement (13) und der zweite Schenkel (11) zueinander verschieblich in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (13) eine Justageplatte (14) ist, die ein Justageauge (15) aufweist, das mittels des Zentrierbolzens (6) oder mittels Vermessung auf das Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) ausrichtbar ist, und dass die Justageplatte (14) auf dem zweiten Schenkel (11) in einer justierten Position (17) eine zweite Fixierung (16) auf dem zweiten Schenkel (11) aufweist, und dass die zweite Fixierung (16) ein Verschieben der justierten Position (17) blockiert.
Justagevorrichtung mit Montagewinkel (3) für ein relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) zu montierendes Fahrzeugteil, mit – einem Zentrierbolzen (6), der in ein Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) einpassbar ist, – dem Montagewinkel (3), der zwei Schenkelflächen (8, 9) aufweist, mit – einer ersten Schenkelfläche (8), die relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) eine erste Fixierung (12) aufweist, und – einer zweiten Schenkelfläche (9), die ein Ausgleichselement (13) trägt, wobei das Ausgleichselement (13) und der zweite Schenkel (11) zueinander verschieblich in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (13) ein Justagebolzen (18) ist, der in eine zentrale Bohrung (19) des Zentrierbolzens (6) einpassbar ist und durch eine Justageöffnung (20) des zweiten Schenkels (11) des Montagewinkels (3) hindurch und in die zentrale Bohrung (19) des Zentrierbolzens (6) hineinragt, wobei die Justageöffnung (20) größer als der Schaft (21) des Justagebolzens (18) ist, und dass in einer justierten Position (17) zwischen Justagebolzen (18) und zweitem Schenkel (11) eine zweite Fixierung (16) den Justagebolzen (18) auf dem zweiten Schenkel (11) fixiert, und dass die zweite Fixierung (16) ein Verschieben der justierten Position (17) blockiert.
Justagevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fixierung (12) der ersten Schenkelfläche (8) relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) eine nicht lösbare stoffschlüssige oder eine lösbare mechanische Verbindung aufweist.
Justagevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fixierung (16) für das Ausgleichselement (13) auf der zweiten Schenkelfläche (9) relativ zu dem zu montierenden Fahrzeugteil (5) eine nicht lösbare stoffschlüssige Verbindung aufweist.
Justagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Justageplatte (14) mindestens eine Haltelasche (22) aufweist, die in einer Öffnung (23) des zweiten Schenkels (11) in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) verschieblich angeordnet ist und den zweiten Schenkel (11) teilweise umfasst.
Justagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (11) mindestens eine Haltelasche (24) aufweist, die mit einer Randaussparung (25) der Justageplatte (14) in Eingriff steht und die Justageplatte (14) am Rand teilweise derart umfasst, dass die Justageplatte (14) in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) verschieblich angeordnet ist.
Justagevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (26) des Justagebolzens (18) größer ist als die Justageöffnung (20) und die Justageöffnung (20) vollständig abdeckt.
Justagevorrichtung für ein relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) zu montierendes Fahrzeugteil, mit – einem Zentrierbolzen (6), der eine vormontierte Einheit (36) aufweist, die als letzte Baugruppe an ein Element (37) fixierbar ist, wobei die vormontierte Einheit (36) mit Zentrierbolzen (6) toleranzausgleichend und lochlos mit dem Element (37) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Einheit (36) einen metallischen Fixierpunkt (38) aufweist, der auf einem metallischen Montageträger (39) aufgebracht ist, und wobei auf dem metallischen Montageträger (39) eine Zentrierhülse (42) vormontiert ist, und wobei der Montageträger (39) und die Zentrierhülse (42) unterschiedliche Materialien und/oder unterschiedlich zueinander angepasste Formen aufweisen.
Justagevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierhülse (42) ein Kunststoffmaterial (41) aufweist.
Verfahren zur Justage eines relativ zur Fahrzeugkarosserie (4) zu montierenden Fahrzeugteils (5) unter Verwendung der Justagevorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren mindestens folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bereitstellen des Zentrierbolzens (6), der in ein Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) einpassbar ist; – Herstellen des Montagewinkels (3), der zwei Schenkelflächen (8, 9) aufweist; – Herstellen des Ausgleichselements (13); – Anbringen des Ausgleichselements (13) auf der zweiten Schenkelfläche (9) des Montagewinkels (3), derart, dass das Ausgleichselement (13) und der zweite Schenkel (11) zueinander in der Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) verschieblich angeordnet werden; – Fixieren der ersten Schenkelfläche (8) des Montagewinkels (3) relativ zur Fahrzeugkarosserie (4); – Ausrichten des Ausgleichselements (13) auf das Befestigungsauge (7) des zu montierenden Fahrzeugteils (5) in einer Justageposition (17) des Fahrzeugteils (5) und der Fahrzeugkarosserie (4) unter Vermessen der Justageposition (17) oder unter Einführen des Zentrierbolzens (6) und unter Ausrichten des zweiten Schenkels (11) des Montagewinkels (3); – Fixieren des Ausgleichselements (13) in der Justageposition (17) auf dem zweiten Schenkel (11) des Montagewinkels (3).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Justageposition (17) mittels drei-dimensionaler Triangulation gemessen und die Position des Ausgleichselements (13) in einer Ebene der zweiten Schenkelfläche (9) verschoben wird, bis es in der vorbestimmten Position angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (13) auf der zweiten Schenkelfläche (9) mittels eines Schweißverfahrens fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (13) auf dem zweiten Schenkel (11) mittels Schraubverbindungen fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (13) eine Justageplatte (14) mit einem herausragenden Teil (27) mit einem Justageauge (15) aufweist, das in einer Justageöffnung (20) des zweiten Schenkels (1) des Montagewinkels (3) angebracht wird, und dass das Justageauge (15) mittels zwei gebogener Haltelaschen (22, 24) verschiebbar in der Justageöffnung (20) montiert wird.
Verfahren zum Montieren eines Cockpitmoduls (29) eines Fahrzeugs, wobei zunächst das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 durchgeführt wird und danach das Cockpitmodul (29) als zu montierendes Fahrzeugteil (5) an der zweiten Schenkelfläche (11) montiert wird.