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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung, ein Verfahren zum Positionieren von Bauteilen sowie eine Verwendung einer Einstellvorrichtung.
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Zum Verriegeln und Positionieren von beispielsweise Heckklappen oder Kofferraumdeckeln von Personenkraftwagen ist z. B. an der entsprechenden Heckklappe bzw. an dem Kofferraumdeckel ein Schließbügel angebracht, der mit einem im Bereich der Kofferraumöffnung befestigten Schloss in Eingriff gebracht werden kann. Damit die Heckklappe in geschlossenem Zustand in die sich anschließenden Seitenteile der Karosserie flächenbündig übergeht, müssen der vorgenannte Schließbügel und das Schloss in einer bestimmten Position zueinander stehen. Die Lage der Heckklappe relativ zu den sich anschließenden Seitenteilen wird beispielsweise mittels einer Balkenlehre überprüft. Der Schließbügel und/oder das Schloss werden so lange verstellt, bis eine gewünschte Endposition erreicht ist. Problematisch dabei ist, dass auf diese Weise zwar eine hinsichtlich der Spaltmaße gute Lage der Heckklappe eingestellt werden kann. Unklar ist jedoch, ob die Heckklappe auch ausreichend fest anliegt, ob also ein gewisser minimaler Dichtungsdruck erreicht ist, welcher gewährleistet, dass die Heckklappe sicher schließt. Dabei darf dieser Druck auch nicht zu hoch sein, da darunter ggf. der Schließkomfort leidet bzw. eine elektrische Heckklappenverstellung nicht mehr richtig arbeiten kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einstellvorrichtung, ein Verfahren zum Positionieren von Bauteilen sowie eine Verwendung einer Einstellvorrichtung anzugeben, welche eine schnelle und zuverlässige Einstellung von Karosseriebauteilen, wie beispielsweise Heckklappen, ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Positionieren von Bauteilen gemäß Anspruch 8 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Einstellvorrichtung einen Anordnungsabschnitt, welcher zur Anordnung eines ersten Verriegelungselements ausgelegt ist, wobei der Anordnungsabschnitt ausgelegt ist, das erste Verriegelungselement zumindest entlang einer ersten Richtung mit einer Kraft zu halten, und wobei eine Messeinrichtung vorgesehen ist, zum Erfassen der Kraft. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Verriegelungselement beispielsweise um ein Schloss bzw. um ein Schlosselement, insbesondere um ein Heckklappenschloss, eines Personenkraftwagens. Der Anordnungsabschnitt ist mit Vorteil derart ausgebildet, dass er das erste Verriegelungselement, welches beispielsweise eine etwa rechteckige und flache Grundkonfiguration aufweist, aufnehmen kann. Diese Aufnahme ist zweckmäßigerweise derart gestaltet, dass sich das erste Verriegelungselement entlang bzw. entgegen der ersten Richtung an dem Anordnungsabschnitt abstützen kann. Das erste Verriegelungselement ist ausgelegt, mit einem zweiten Verriegelungselement, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein entsprechend ausgebildeter Schließbügel ist, zusammenzuwirken. Eine mögliche Grundkonfiguration ist dabei derart, dass beispielsweise der Schließbügel an einer Heckklappe eines Fahrzeugs befestigt ist, während das Schloss an der Kofferraumöffnung befestigt ist. In einer Schließstellung ist der Schließbügel im Heckklappenschloss eingerastet, wobei sozusagen das Schloss den Schließbügel mit einer bestimmten Kraft hält. Hierdurch wirkt in einer zwischen der Kofferraumöffnung und der Heckklappe angebrachten (bevorzugt umlaufenden) Dichtung ein gewisser Druck. Dieser Druck bzw. die zugrundeliegende Kraft kann nun mit Vorteil über die Einstellvorrichtung erfasst bzw. gemessen werden, dadurch dass sich das Heckklappenschloss am dem Anordnungsabschnitt abstützt. Das Heckklappenschloss ist also nicht, oder zumindest nicht fest, an der Kofferraumöffnung befestigt, sondern wird über den Anordnungsabschnitt fixiert.
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Die hierbei wirkende Kraft kann mit Vorteil über die Messeinrichtung erfasst werden. Die vorgenannte erste Richtung verläuft in einer Schließrichtung des zweiten Verriegelungselements und ist dadurch, je nach Ausgestaltung und Verwendungsweise der Einstellvorrichtung, unterschiedlich orientiert. Je nach Ausrichtung der Schlossposition kann die erste Richtung z. B. horizontal bzw. im Wesentlichen horizontal und entlang einer Fahrzeuglängsrichtung bzw. im Wesentlichen entlang der Fahrzeuglängsrichtung orientiert sein. Alternativ ist sie eher vertikal oder schräg orientiert etc.
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Mit Vorteil ist die Einstellvorrichtung aufgrund ihres Grundaufbaus variabel einsetzbar und kann beispielsweise an Limousinen in gleicher Weise eingesetzt werden wie an Kombifahrzeugen. Überdies ist die Einstellvorrichtung nicht auf die Einstellung von Heckklappen bzw. Kofferraumdeckeln beschränkt, sondern kann überall dort verwendet werden, wo Verriegelungselemente zueinander positioniert werden müssen. Zurückkommend auf das vorgenannte Beispiel könnte es sich bei dem ersten Verriegelungselement beispielsweise auch um den Schließbügel handeln, während es sich bei dem zweiten Verriegelungselement um das Schloss handelt etc. Entscheidend ist, dass die Einstellvorrichtung den Anordnungsabschnitt aufweist, welcher ermöglicht, das erste Verriegelungselement zu halten bzw. zu fixieren, wobei diese Halten bzw. Fixieren zweckmäßigerweise sowohl in als auch entgegen der ersten Richtung erfolgt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Messeinrichtung einen Kraftsensor bzw. einen Kraftaufnehmer. Gemäß einer bevorzguten Ausführungsform beruht das Messprinzip des Kraftsensors auf der DMS-Technik (Dehnungsmessstreifen). Gemäß bevorzugten Ausführungsformen kommt beispielsweise ein Zug-Druck-Kraftsensor zum Einsatz.
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Bevorzugt werden Kraftsensoren bzw. Kraftaufnehmer für einen Messbereich bis etwa 200 N verwendet. Je nach Anforderung können die Werte aber auch niedriger oder höher liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Einstellvorrichtung einen Grundkörper, welcher zur ortsfesten Montage an einem ersten Bauteil, insbesondere einem Rahmen-, Struktur- oder Karosseriebauteil ausgelegt ist. Mit Vorteil ermöglicht der Grundkörper die Befestigung der Einstellvorrichtung an beispielsweise einem der vorgenannten Bauteile. Der Grundkörper dient insbesondere auch dazu, eine Aufnahme bzw. Abstützung für den vorerwähnten Anordnungsabschnitt bereitzustellen. Wie bereits erwähnt, dient der Anordnungsabschnitt der Aufnahme bzw. Lagerung des ersten Verriegelungselements. Das erste Verriegelungselement ist aber, da dessen finale Position erst noch gefunden werden muss, vorerst (noch) lose bzw. beispielsweise lediglich angeheftet.
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Zweckmäßigerweise ist die Messeinrichtung am Grundkörper angeordnet bzw. vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist die Messeinrichtung bzw. insbesondere der Kraftsensor, im Kraftfluss zwischen dem Grundkörper und dem zweiten Verriegelungselement angeordnet. Mit anderen Worten wirkt der Kraftfluss vom zweiten Verriegelungselement über das erste Verriegelungselement auf den Anordnungsabschnitt und von dort über den Kraftsensor auf den Grundkörper. Die Orientierung erfolgt dabei mit Vorteil so, dass die Kraft, welche auf den Kraftsensor wirkt, parallel bzw. im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung verläuft, entlang derer das erste Verriegelungselement gehalten wird. Dadurch wird eine möglichst unmittelbare und direkte Kraftmessung ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anordnungsabschnitt entlang (bzw. entgegen) der ersten Richtung verstellbar. Die Einstellung der Heckklappe erfolgt beispielsweise derart, dass ein Mitarbeiter die Heckklappe z. B. auf 0,4 mm Unterstand zum Seitenrahmen einstellt, wobei beispielsweise eine Toleranz in einem Bereich von +/- 1 mm vorgesehen sein kann. Zweckmäßigerweise kann nun, mittels einer geeigneten Anzeigeeinrichtung, wie eines Displays oder dergleichen, die Kraft ab- bzw. ausgelesen werden, welche zwischen dem Schließbügel und dem Heckklappenschloss bzw. in der Dichtung der Heckklappe wirkt. Ist die Kraft beispielsweise zu hoch, kann der Mitarbeiter, unter Berücksichtigung der vorgenannten Toleranzbereiche, ggf. die Heckklappe etwas höher einstellen. Reicht dies nicht aus, muss das entsprechende Fahrzeug ggf. zur weiteren Fehlersuche aus dem laufenden Prozess ausgesteuert werden. Ist die Kraft zu niedrig, muss ggf. auf Dichtigkeit überprüft werden. Typische Dichtungsdrücke liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 140 und 180 N, insbesondere beispielsweise in einem Bereich von etwa 155-170 N. Über die Verstellung des Anordnungsabschnitts entlang der ersten Richtung erfolgt also mit Vorteil die Ausrichtung der Heckklappe bei gleichzeitiger Erfassung der auftretenden Kräfte, beispielsweise in der Dichtung etc.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zur Verstellung eine mechanische und/oder elektrische Verstelleinheit vorgesehen. Die mechanische Verstelleinheit kann beispielsweise ein Einstellrad umfassen, mit welchem der Mitarbeiter durch ein einfaches Drehen eine Lage des Anordnungsabschnitts entlang der ersten Richtung verstellen kann, wodurch zum einen die Lage der Heckklappe, aber auch die Kraft, eingestellt werden kann. Die mechanische Verstelleinheit umfasst dabei neben dem Einstellrad gemäß einer Ausführungsform eine Einstellwelle, welche beispielsweise über ein Gewinde in einem entsprechenden Halteelement der Einstellvorrichtung gelagert ist. Zweckmäßigerweise wirkt die Einstellwelle mittelbar bzw. unmittelbar auf den Kraftsensor. Der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Kraftaufnehmer ist variabel bzw. einstellbar. Zweckmäßigerweise ist die Einstellwelle entlang der ersten Richtung orientiert, wobei das vorgenannte Halteelement zweckmäßigerweise mit dem Anordnungsabschnitt verbunden ist. Mit einer Verstellung des Halteelements erfolgt demnach unmittelbar die (neue) Ausrichtung des ersten Verriegelungselements. Mit anderen Worten kann also so die Einstellung des ersten Verriegelungselements über den Anordnungsabschnitt erfolgen. Das vorgenannte Einstellrad ist nur zugänglich, wenn die Heckklappe geöffnet ist. Alternativ kann aber auch eine mechanische Lösung, beispielsweise mittels Seilzügen, vorgesehen sein, welche eine Betätigung auch von außen und bei geschlossener Heckklappe ermöglicht. Weiter alternativ kann eine elektrische Verstelleinheit vorgesehen sein, welche einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, welcher die vorgenannte Einstellwelle bewegt etc und ggf. fernsteuerbar ist.
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Wie bereits erwähnt, weist die Verstelleinheit zweckmäßigerweise eine Einstellwelle auf, welche mit der Messeinrichtung zusammenwirkt. Insbesondere ist die Einstellwelle, wie bereits angedeutet, entlang bzw. parallel zur ersten Richtung orientiert und wirkt möglichst direkt, d. h. unmittelbar, auf den Kraftsensor.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das vorgenannte Einstellrad auch die Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Kraft.
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Die Erfindung richtet sich weiter auf ein Verfahren zum Positionieren von Bauteilen, insbesondere von Karosseriebauteilen, insbesondere zueinander, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, wobei am zweiten Bauteil ein zweites Verriegelungselement angeordnet bzw. befestigt ist;
- - Anordnen eines ersten Anordnungsabschnitts an dem ersten Bauteil und Anordnen eines ersten Verriegelungselements daran;
- - Bringen der Bauteile in eine Schließstellung, wobei das erste Verriegelungselement das zweite Verriegelungselement mit einer Kraft hält;
- - Erfassen der Kraft mit welcher der Anordnungsabschnitt das erste Verriegelungselement hält.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Bauteil um ein Rahmen- oder Strukturbauteil bzw. um ein Karosseriebauteil und bei dem ersten Verriegelungselement um ein Schloss bzw. Schlosselement. Das erste Bauteil ist beispielsweise eine Heckklappenöffnung und das erste Verriegelungselement ein Heckklappenschloss. Das zweite Bauteil ist beispielsweise ein Kofferraumdeckel und das zweite Verriegelungselement ein entsprechender Schließbügel aus Metall, der mit dem vorgenannten Schloss zusammenwirken kann. Das Schloss umfasst eine entsprechend ausgebildete Drehfalle etc. Die vorgenannte Kraft ist insbesondere deshalb nötig, als zwischen der Kofferraumöffnung und der Heckklappe z. B. eine Dichtung angeordnet ist. Diese wird in einer Schließstellung der Heckklappe zusammengedrückt, wobei für dieses „Zusammendrücken“ eine gewisse bzw. die Kraft aufgebracht werden muss. Mit Vorteil kann nun diese Kraft und damit auch der Druck in der Dichtung über den Anordnungsabschnitt, welcher das erste Verriegelungselement hält bzw. fixiert, mittels einer entsprechenden Messeinrichtung, umfassend einen Kraftsensor, erfasst werden. Zweckmäßigerweise wird die Kraft mittels einer erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung erfasst.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt:
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Insbesondere ist hierzu beispielsweise eine geeignete Anzeigevorrichtung, beispielsweise in Form eines Displays oder dergleichen, vorgesehen, welche ermöglicht, dass ein Mitarbeiter direkt und unmittelbar erkennen kann, welche Kraft wirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Justieren/Positionieren des Kofferraumdeckels relativ zu einem Seitenrahmen des Fahrzeugs durch ein Verstellen des Anordnungsabschnitts.
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Durch ein Verstellen des Anordnungsabschnitts beispielsweise in Richtung der Heckklappe kann die Kraft verringert bzw. umgekehrt vergrößert werden. Entsprechend wird die Höhe der Heckklappe verändert. Die Einstellung der Heckklappe, insbesondere in Bezug auf die Seitenrahmen, erfolgt bevorzugt mittels einer Balkenlehre.
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Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Überwachen der Kraft;
- - Nachjustieren des Anordnungsabschnitts.
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Der große Vorteil besteht nun darin, dass nicht lediglich ein Justieren bzw. Positionieren des Kofferraumdeckels erfolgt, sondern gleichzeitig eine Kraftermittlung, sodass überprüft bzw. erkannt werden kann, ob die ggf. optisch ausreichende Lage der Heckklappe auch hinsichtlich der auftretenden Schließkräfte im zulässigen Bereich ist bzw. zwar die Schließkräfte in einem zulässigen Bereich sind, die Lage der Heckklappe aber bereits außerhalb der Toleranz ist. Es kann also, unter Berücksichtigung des zulässigen maßlichen Toleranzbereichs, nachjustiert werden, sodass in einer Endstellung die Heckklappe nicht nur maßlich, sondern auch in Bezug auf die Schließkräfte, optimal eingestellt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Fernbefestigen des ersten Verriegelungselements.
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Es wurde bereits angedeutet, dass das erste Verriegelungselement ggf. lediglich angeheftet bzw. lose im Anordnungsabschnitt befestigt und lediglich durch diesen fixiert ist. Mit Vorteil kann, beispielsweise mittels eines Seilzugs, von außen eine Befestigung des ersten Verriegelungselements ermöglicht werden, insbesondere beispielsweise des Heckklappenschlosses, wenn eine Endposition gefunden wurde. Gemäß einer Ausführungsform wird das Heckklappenschloss beispielsweise nach Einstellung per Seilzug von außen fixiert, die Klappe geöffnet und etwaige Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, des Heckklappenschlosses, verschraubt.
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Weiter richtet sich die Erfindung auf eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung zum Positionieren von Karosseriebauteilen, insbesondere von Heckklappen oder Kofferraumdeckeln von (Personen-)Kraftfahrzeugen.
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Die im Zusammenhang mit der Einstellvorrichtung erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend für das Verfahren sowie für die Verwendung bzw. umgekehrt und untereinander.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Einstellvorrichtung bzw. eines Verfahrens bzw. einer Verwendung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine Schnittdarstellung einer Einstellvorrichtung sowie eines beispielhaften ersten und zweiten Bauteils;
- 2: eine Heckansicht eines Fahrzeugs.
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1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Einstellvorrichtung 10, umfassend einen Grundkörper 14, welcher an einem ersten Bauteil 20, beispielsweise einer Heckklappenöffnung, befestigt, insbesondere zum Beispiel angeschraubt, ist. Mit dem Bezugszeichen 30 ist ein zweites Bauteil, hier beispielsweise ein Kofferraumdeckel, bezeichnet. An dem zweiten Bauteil 30 ist ein zweites Verriegelungselement 31, hier in der Form eines Metallbügels, angeordnet. Die Einstellvorrichtung 10 umfasst einen Anordnungsabschnitt 12, welcher der Anordnung eines ersten Verriegelungselements 21, beispielsweise eines Heckklappenschlosses, dient. Das Zusammenwirken mit dem zweiten Verriegelungselement 31 bzw. mit dem Schließbügel erfolgt z. B. über eine entsprechende Drehfalle 22 des ersten Verriegelungselements 21. Der Grundkörper 14 umfasst einen Anschlag 16, an welchem sich ein Kraftsensor 40 abstützt. Insbesondere erfolgt in der hier gezeigten Ausführungsform die Abstützung einer Einstellwelle 52, welche Teil einer Verstelleinheit ist, die weiter ein Einstellrad 54 und ein Übertragungselement 56 umfasst, wobei über das Einstellrad 54 bzw. das Übertragungselement 56 ein Abstand a zwischen einem Halteelement 50 und dem vorgenannten Anschlag 16 entlang eines Verstellwegs V eingestellt werden kann. Das Halteelement 50 ist beispielsweise mit einem entsprechenden Gewinde versehen, um eine relative Verlagerung der darin angeordneten Einstellwelle 52 zu ermöglichen. Insbesondere kann durch die Verstelleinheit eine Verlagerung des Anordnungsabschnitts 12 und in der Folge auch des ersten Verriegelungselements 21 entlang bzw. entgegen einer ersten Richtung z (vgl. das x-, y-, z- Koordinatensystem) ermöglicht werden. Mit dem Bezugszeichen F0 und dem entsprechenden Pfeil ist eine Kraft skizziert, welche dadurch wirkt, dass sich das zweite Bauteil 30, insbesondere die Heckklappe, über eine Dichtung beispielsweise an einem hier nicht erkennbaren Rahmen abstützt. Über den Schließmechanismus, umfassend das erste und das zweite Verriegelungselement 21 bzw. 31, wird dieser Kraft F0 mit einer Haltekraft F entgegengewirkt. Über die gestrichelte Linie ist der Kraftfluss skizziert, wobei deutlich zu erkennen ist, dass durch die Ausgestaltung der Einstellvorrichtung 10 diese Kraft F auf den Kraftsensor 40 übertragen wird. Über eine Verlagerung des Anordnungsabschnitts 12 kann dabei neben einer Einstellung der Lage des zweiten Bauteils 30, vgl. beispielsweise das Spaltmaß h, gleichzeitig eine Einstellung der Kraft F erfolgen.
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2 zeigt lediglich schematisch eine Heckansicht eines Fahrzeugs zum Verdeutlichen einer möglichen Lage einer Heckklappe 30. Deutlich werden soll hierbei, dass eine Lage der Heckklappe 30 relativ zu einem ersten Bauteil 20, vgl. den oder die Seitenrahmen 60, eingestellt werden kann, wobei gleichzeitig etwaige Überschreitungen oder Unterschreitungen von Kräften bzw. Drücken in den Dichtungen erkannt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einstellvorrichtung
- 12
- Anordnungsabschnitt
- 14
- Grundkörper
- 16
- Anschlag
- 20
- erstes Bauteil, Rahmenbauteil, Karosseriebauteil
- 21
- erstes Verriegelungselement, Schloss
- 22
- Drehfalle
- 30
- zweites Bauteil, Kofferraumdeckel
- 31
- zweites Verriegelungselement, Schließbügel
- 40
- Kraftsensor
- 50
- Halteelement
- 52
- Einstellwelle
- 54
- Einstellrad
- 56
- Übertragungselement
- 60
- Seitenrahmen
- x
- zweite Richtung
- y
- dritte Richtung
- z
- erste Richtung
- a
- Abstand
- h
- Spaltmaß
- F
- (Halte-)Kraft
- F0
- Kraft
- V
- Verstellweg
