DE102019219129A1

DE102019219129A1 - Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019219129A1
Application number: DE102019219129.0A
Authority: DE
Inventors: Wadim Gasmann; Kevin Hauschild
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN113022746A; CN113022746B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs mit einer Karosseriesäule (3), an der Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) eines Sicherheitsgurtsystems (19) sowie eine Säulenverkleidung (17) montiert sind, wobei die Karosseriesäule (3) an einer schwellerseitigen Anbindungsstelle (S) am Schweller (1) sowie an einer dachseitigen Anbindungsstelle (D) an einer Fahrzeugdachstruktur (7) angebunden ist, wobei das Verfahren folgende Prozessschritte aufweist, und zwar einen Karosseriebau-Prozessschritt (K), in dem eine Rohkarosserie (41) bereitgestellt wird, einen Lackier-Prozessschritt (L), in dem die Rohkarosserie (41) lackiert wird, und einen Fahrzeugmontage-Prozessschritt (FM), in dem Anbauteile an die Rohkarosserie (41) montiert werden und das Fahrzeug fertiggestellt wird. Erfindungsgemäß bildet die Karosseriesäule (3) eine von der Rohkarosserie (41) separate Vormontageeinheit (VE), an der die Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) und/oder die Säulenverkleidung (17) in einem Vormontage-Prozessschritt (V) vormontiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Fahrzeug nach dem Anspruch 8.
Die B-Säule eines zweispurigen Fahrzeugs erstreckt sich in der Fahrzeughochrichtung zwischen einer Fahrzeug-Dachstruktur und einem bodenseitigen Schweller des Fahrzeugs. Die B-Säule wirkt einerseits als eine Versteifung der Seitenstruktur der Fahrzeugkarosserie. Andererseits sind in der B-Säule Anbauteile montiert, etwa Funktionselemente eines Sicherheitsgurtsystems oder dergleichen. Zudem begrenzt die B-Säule einen vorderen Einstieg und gegebenenfalls einen hinteren Einstieg des Fahrzeugs.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugs weist die folgenden Prozessschritte auf, und zwar einen Karosseriebau-Prozessschritt, in dem aus Seitenteil-Baugruppen, einer Bodengruppe sowie einer Dach-Baugruppe und einem Heckportal eine Rohkarosserie zusammengebaut wird. Die so aufgebaute Rohkarosserie wird einem nachfolgenden Lackier-Prozessschritt unterworfen, bei dem die Roh-Karosserie unter anderem in einem KTL-Prozess tauchlackiert wird. Anschließend erfolgt ein Fahrzeugmontage-Prozessschritt, in dem Anbauteile an die Rohkarosserie montiert werden und das Fahrzeug fertiggestellt wird.
In einer herkömmlichen Prozessabfolge wird die Karosseriesäule bereits im Karosseriebau-Prozessschritt mit der Rohkarosserie verschweißt, die dann dem Lackier-Prozessschritt zugeführt wird. Im nachfolgenden Fahrzeugmontage-Prozessschritt wird die bereits lackierte Rohkarosserie einer Montagelinie zugeführt, in der die Funktionselemente des Sicherheitsgurtsystems sowie die Säulenverkleidung als Anbauteile montiert werden. Die Montage dieser Anbauteile erfolgt im Handeinbau. Für den Handeinbau befindet sich der Werker in ergonomisch ungünstiger Körperstellung im Fahrzeug-Innenraum der Fahrzeugkarosserie. Von daher ist die Montage für den Werker mit erhöhtem Arbeitsaufwand verbunden sowie ergonomisch ungünstig.
Aus der WO 01/70557 A1 ist ein Strukturelement zur Montage an einer Fahrzeugstruktur bekannt, bei der die B-Säule ein lasttragendes Trägerelement aufweist, an dem Verkleidungsteile sowie Funktionselemente eines Sicherheitsgurtsystems montierbar sind. Aus der EP 1 265 777 B1 ist ein Strukturelement zur Montage an einer Fahrzeugstruktur bekannt.
Aus der EP 1 316 484 A1 und aus der EP 0 730 536 B1 sind weitere Karosseriestrukturen für ein Fahrzeug bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem der Einbau von Funktionselementen eines Sicherheitsgurtsystems im Vergleich zum Stand der Technik mit reduzierter Fertigungszeit und/oder reduziertem Fertigungsaufwand durchführbar ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem Anspruch 1 erfolgt die Montage der Funktionselemente des Sicherheitsgurtsystems sowie die Montage der Säulenverkleidung nicht mehr im Handeinbau in voneinander unabhängigen Arbeitsstationen einer Montagelinie im fahrzeugbauenden Werk, was für den Werker mit erhöhtem Arbeitsaufwand verbunden ist sowie ergonomisch ungünstig ist. Vielmehr wird die Karosseriesäule als eine von der Rohkarosserie separate Vormontageeinheit vorgehalten, an der die Funktionselemente und/oder die Säulenverkleidung vormontierbar sind. Im Karosseriebau-Prozessschritt wird daher die Rohkarosserie komplett ohne Karosseriesäule bereitgestellt. Die Vormontageeinheit (das heißt die bereits mit den Funktionselementen sowie der Säulenverkleidung bestückte Karosseriesäule) wird erst im Fahrzeugmontage-Prozessschritt an die Rohkarosserie gefügt.
In einer technischen Umsetzung kann die Karosseriesäule die B-Säule sein, die zusammen mit der fahrzeugvorderen A-Säule und der fahrzeughinteren C-Säule Seitentür-Ausschnitte mit einem vorderen Einstieg und einem hinteren Einstieg begrenzen. Erfindungsgemäß erfolgt der Einbau der B-Säule erst im Fahrzeugmontage-Prozessschritt. Vor Durchführung des Fahrzeugmontage-Prozessschrittes gehen daher die beiden Seitentür-Ausschnitte in der Fahrzeuglängsrichtung unterbrechungsfrei ineinander über.
Erfindungsgemäß kann die im Karosseriebau-Prozessschritt ohne Karosseriesäule zusammengebaute Rohkarosserie im Lackier-Prozessschritt (zum Beispiel mit einem KTL-Prozess) lackiert werden. Separat von diesem Lackier-Prozessschritt erfolgt ein Beschichtungs-Prozessschritt, in dem die noch unbestückte Karosseriesäule separat von der Rohkarosserie beschichtet wird. Nach dem Beschichtungs-Prozessschritt erfolgt ein Vormontage-Prozessschritt, in dem die Funktionselemente und/oder die Säulenverkleidung unter Bildung der Vormontageeinheit vormontiert werden.
Der Beschichtungs-Prozessschritt für die separate Karosserie kann ebenfalls einen KTL-Prozess aufweisen, bei dem die noch unbestückte Karosseriesäule tauchlackiert wird. Alternativ dazu kann eine Pulverbeschichtung erfolgen, bei der die Karosseriesäule ohne KTL-Prozess pulverbeschichtet wird. Beispielhaft kann eine schwarze Pulverbeschichtung ohne KTL im fahrzeugbauenden Werk oder bei einem Zulieferer erfolgen. Diese Art der Pulverbeschichtung ist zum Beispiel bei Crash-Querträger im Stoßfängerbereich und im Cockpit-Bereich bereits im Einsatz. Eine solche Pulverbeschichtung ist im Vergleich zu einer kostenintensiven KTL-Beschichtung wesentlich günstiger durchzuführen. Bei der Pulverbeschichtung erfolgt zunächst ein einfacher Pulverauftrag mit nachträglichem Erhitzen in einem Ofen. Die Aufnahme der Teile kann magnetisch erfolgen. Die (nicht sichtbare) Rückseite wird dabei zuerst beschichtet; Anschließend wird die (dem Fahrzeug-Innenraum zugewandte) Innenseite beschichtet. Auf diese Weise bleiben gegebenenfalls Spuren vom Greifer sichtgeschützt innerhalb der Karosseriesäule.
Um beim Fügevorgang der Karosseriesäule an die Rohkarosserie eine Beschädigung der Rohkarosserie-Lackschicht zu vermeiden, ist es bevorzugt, wenn der Fügevorgang nicht durch eine Schweißverbindung erfolgt, sondern vielmehr durch eine Formschluss- oder Kraftschlussverbindung, und zwar insbesondere eine Schraubverbindung, bei der die Karosseriesäule an schwellerseitigen und dachseitigen Anbindungsstellen an der Rohkarosserie verschraubt wird.
Um trotz noch nicht verbauter Karosseriesäule während des Karosseriebau-Prozessschritt und des Lackier-Prozessschrittes eine einwandfreie Maßgenauigkeit der Karosserie bereitzustellen, ist es bevorzugt, wenn insbesondere der Lackier-Prozessschritt unter Einsatz eines Hilfs-Stützelementes erfolgt. Das Hilfs-Stützelement kann während des Lackier-Prozessschrittes anstelle der Karosseriesäule kraftübertragend zwischen der Fahrzeug-Dachstruktur und dem Schweller abgestützt sein. Nach erfolgtem Lackier-Prozessschritt kann das Hilfs-Stützelement von der Rohkarosserie entfernt werden. Auf diese Weise kann ein Bauteilverzug in der Rohkarosserie vermieden werden sowie eine ausreichende Rohkarosserie-Steifigkeit bereitgestellt werden.
Die als Hohlträger ausgebildete Karosseriesäule kann aus einem in der Fahrzeugquerrichtung fahrzeuginneren Blechinnenteil und einem fahrzeugäußeren Blechaußenteil aufgebaut sein. Diese begrenzen ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil. Die Funktionselemente und/oder die Säulenverkleidung können während des Vormontage-Prozessschrittes bevorzugt am Blechinnenteil der Karosseriesäule angebunden werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein zweispuriges Fahrzeug;
2 eine Seitenschnittansicht auf eine B-Säule mit Blickrichtung ausgehend vom F ahrzeugi nnenraum;
3 einen noch unbestückten Hohlträger der B-Säule in Alleinstellung, das heißt ohne Funktionselemente sowie Säulenverkleidung;
4 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene yz aus der 1;
5 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene A_A aus der 4; und
6 ein Blockschaltdiagramm, anhand dem eine Prozessabfolge zur Herstellung des Fahrzeugs veranschaulicht ist.

In der 1 ist ein zweispuriges Fahrzeug gezeigt, bei dem in der Fahrzeuglängsrichtung x im mittleren Fahrzeugbereich in einem teilweisen Aufriss eine Seitenwandbaugruppe einer Fahrzeugkarosserie hervorgehoben ist. Die Fahrzeugkarosserie weist einen seitlichen Schweller 1 auf. Eine B-Säule 3 der Seitenwandbaugruppe ist in der Fahrzeuglängsrichtung x zwischen einer A-Säule 5 und einer C-Säule 14 angeordnet und verbindet in der Fahrzeughochrichtung z den Schweller 1 mit einer Dachstruktur 7 der Fahrzeugkarosserie. Die B-Säule 3 dient einerseits der Versteifung der Fahrzeugkarosserie und andererseits zur Aufnahme von Anbauteilen, etwa die in der 2 oder 4 gezeigten Funktionselemente 20, 21, 23, 24 eines Sicherheitsgurtsystems 19.
In der 2 sind an einem gestrichelt dargestellten Blech-Hohlträger 12 der B-Säule 3 eine Säulenverkleidung 17 sowie die Funktionselemente des Sicherheitsgurtsystems 19 montiert, nämlich ein bodenseitiger Gurt-Endbeschlag 21, ein Gurtumlenker 24 (nur in der 4 gezeigt) sowie ein Gurtaufroller 20 und ein höhenverstellbarer Umlenkbeschlag 23 für einen Sicherheitsgurt 25.
Anhand der 3 und 4 ist nachfolgend der Aufbau der B-Säule 3 beschrieben. Demzufolge weist die B-Säule 3 in der 3 oder 4 den bereits erwähnten Hohlträger 12 auf.
Dieser ist gemäß der 4 aus dem fahrzeuginneren Blechinnenteil 9 und dem fahrzeugäußeren Blechaußenteil 11 aufgebaut. Der vom Blechinnenteil 9 und vom Blechaußenteil 11 gebildete Hohlträger 12 begrenzt ein in der Fahrzeughochrichtung z verlaufendes sowie im Querschnitt im Wesentlichen geschlossenes Hohlprofil 13 (5). Innerhalb des Hohlprofils 13 erstreckt sich ein Verstärkungsblechteil 15 in der Fahrzeughochrichtung z. In dem Blechinnenteil 9 sind gemäß der 3 Montageöffnungen 6, 8 ausgebildet, in denen jeweils der Gurtretraktor 20 und der Gurtumlenker 24 positionierbar sind. Zudem weist das Blechinnenteil 9 in der 3 eine Montagefläche 10 zum Anbau des höhenverstellbaren Gurtumlenkers 23 auf.
Wie aus der 5 hervorgeht, sind sowohl das Blechaußenteil 11 als auch das Blechinnenteil 9 der B-Säule 3 im Querschnitt jeweils schalenförmig ausgebildet und an Fügeflanschen 35 miteinander in Flanschverbindung.
Gemäß der 1 ist die B-Säule 3 an ihrem Fußabschnitt 37 an einer schwellerseitigen Anbindungsstelle S in Schraubverbindung mit dem Schweller 1. In gleicher Weise ist die B-Säule 3 mit ihrem Kopfabschnitt 39 an einer dachseitigen Anbindungsstelle D in Schraubverbindung mit der Fahrzeugdachstruktur 7.
In dem Blockschaltdiagramm der 6 sind die Prozessschritte zur Herstellung des in der 1 gezeigten Fahrzeugs veranschaulicht: Demzufolge wird zunächst in einem Karosseriebau-Prozessschritt K eine Rohkarosserie 41 bereitgestellt, und zwar ohne B-Säule 3. Die Rohkarosserie 41 wird ohne B-Säule 3 einem Lackier-Prozessschritt L unterworfen, in der die Rohkarosserie 41 mit einer KTL-Beschichtung versehen wird. Davon unabhängig wird in einem separaten Prozessschritt der noch unbestückte Hohlträger 12 der B-Säule 3 separat von der Rohkarosserie 41 in einem Beschichtungs-Prozessschritt B beschichtet. Der Beschichtungs-Prozessschritt B kann beispielhaft einen KTL-Prozess aufweisen oder alternativ eine Pulverbeschichtung sein. Nach dem Beschichtungs-Prozessschritt B wird ein Vormontage-Prozessschritt V durchgeführt, in dem die Funktionselemente 20, 21, 23, 24, 25 des Sicherheitsgurtsystems 19 sowie die Säulenverkleidung 17 am Hohlträger 12 der B-Säule 3, insbesondere am Blechinnenteil 9 der B-Säule 3 vormontiert werden, und zwar unter Bildung einer Vormontageeinheit VE, wie sie in der 4 gezeigt ist.
Die Vormontageeinheit VE wird im nachfolgenden Fahrzeugmontage-Prozessschritt FM als ein Anbauteil an die Rohkarosserie 41 gefügt. Hierzu wird gemäß 4 die Vormontageeinheit VE in einer in Fahrzeugquerrichtung y ausgerichteten Fügerichtung F von fahrzeugaußen mit der Dachstruktur 7 und mit dem Schweller 1 in Anlage gebracht und an deren dachseitigen sowie schwellerseitigen Anbindungsstellen S, D mit der Rohkarosserie 41 verschraubt.
Der Kern der Erfindung besteht also darin, dass der Hohlträger 12 der B-Säule 3 Bestandteil einer von der Rohkarosserie 41 separaten Vormontageeinheit VE ist. In der Vormontageeinheit VE sind die obigen Gurt-Funktionselemente 20, 21, 23, 24 sowie die Säulenverkleidung 17 vormontiert. Erst im Fahrzeugmontage-Prozessschritt F wird die Vormontageeinheit VE an die Rohkarosserie 41 gefügt.
Die ohne B-Säule 3 bereitgestellte Rohkarosserie 41 (6) kann unter Umständen während des Lackier-Prozessschrittes L anfällig für Bauteilverzug sein. Zur Vermeidung von Bauteilverzug bzw. zur Erhöhung der Karosseriesteifigkeit während des Lackier-Prozessschrittes L kann ein in der 6 gestrichelt angedeutetes Hilfs-Stützelement 43 bereitgestellt sein. Das Hilfs-Stützelement 43 kann während des Lackier-Prozessschrittes L anstelle der B-Säule 3 kraftübertragend zwischen der Dachstruktur 7 und dem Schweller 1 abgestützt sein. Nach erfolgtem Lackier-Prozessschritt L kann das Hilfs-Stützelement 43 wieder von der Rohkarosserie 41 entfernt werden.
Bezugszeichenliste

1: Schweller
3: B-Säule
5: A-Säule
6: Montageöffnung für Gurtumlenker
7: Dachstruktur
8: Montageöffnung für Gurtretraktor
9: Blechinnenteil
10: Montagefläche
11: Blechaußenteil
12: Hohlträger
13: Hohlprofil
14: C-Säule
15: Verstärkungsblechteil
17: Säulenverkleidung
19: Sicherheitsgurtsystem
20: Gurtretraktor
21: Endbeschlag
23: höhenverstellbarer Umlenkbeschlag
24: Gurtumlenker
25: Sicherheitsgurt
37: Fußabschnitt
39: Kopfabschnitt
41: Rohkarosserie
43: Hilfs-Stützelement
K: Karosseriebau-Prozessschritt
L: Lackier-Prozessschritt
B: Beschichtungs-Prozessschritt
FM: Fahrzeugmontage-Prozessschritt
VE: Vormontageeinheit
F: Fügerichtung
S: schwellerseitige Anbindungsstelle
D: dachseitige Anbindungsstelle
V: Vormontage-Prozessschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0170557 A1 [0005]
EP 1265777 B1 [0005]
EP 1316484 A1 [0006]
EP 0730536 B1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs mit einer Karosseriesäule (3), an der Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) eines Sicherheitsgurtsystems (19) sowie eine Säulenverkleidung (17) montiert sind, wobei die Karosseriesäule (3) an einer schwellerseitigen Anbindungsstelle (S) am Schweller (1) sowie an einer dachseitigen Anbindungsstelle (D) an einer Fahrzeugdachstruktur (7) angebunden ist, wobei das Verfahren folgende Prozessschritte aufweist, und zwar - einen Karosseriebau-Prozessschritt (K), in dem eine Rohkarosserie (41) bereitgestellt wird, - einen Lackier-Prozessschritt (L), in dem die Rohkarosserie (41) lackiert wird, und - einen Fahrzeugmontage-Prozessschritt (FM), in dem Anbauteile an die Rohkarosserie (41) montiert werden und das Fahrzeug fertiggestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Karosseriebau-Prozessschritt (K) die Rohkarosserie (41) ohne Karosseriesäule (3) bereitgestellt wird, dass die Karosseriesäule (3) eine von der Rohkarosserie (41) separate Vormontageeinheit (VE) bildet, an der die Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) und/oder die Säulenverkleidung (17) in einem Vormontage-Prozessschritt (V) vormontiert werden, und dass die Vormontageeinheit (VE) im Fahrzeugmontage-Prozessschritt (FM) an die Rohkarosserie (41) gefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (3) die B-Säule (3) ist, die zusammen mit der fahrzeugvorderen A-Säule (5) und der fahrzeughinteren C-Säule (14) Seitentür-Ausschnitte begrenzen, und dass insbesondere in der Rohkarosserie (41) vor Durchführung des Fahrzeugmontage-Prozessschrittes (FM) die beiden Seitentür-Ausschnitte in der Fahrzeuglängsrichtung (x) unterbrechungsfrei ineinander übergehen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwellerseitige Anbindungsstelle (S) und/oder die dachseitige Anbindungsstelle (D) als Schraubverbindungsstellen realisiert sind, und dass insbesondere im Fahrzeugmontage-Prozessschritt (FM) die Vormontageeinheit (VE) in der Fahrzeugquerrichtung (y) von fahrzeugaußen an die Rohkarosserie (41) gefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Lackier-Prozessschritt (L) die Rohkarosserie (41) mit noch nicht montierter Karosseriesäule (3) lackiert wird, und dass insbesondere ein vom Lackier-Prozessschritt (L) separater Beschichtungs-Prozessschritt (B) erfolgt, in dem die noch unbestückte Karosseriesäule (3) separat von der Rohkarosserie (41) beschichtet wird, und dass nach dem Beschichtungs-Prozessschritt (B) der Vormontage-Prozessschritt (V) erfolgt, in dem die Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) und/oder die Säulenverkleidung (17) unter Bildung der Vormontageeinheit (VE) vormontiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lackierprozessschritt (L) einen KTL-Prozess aufweist, bei dem die Rohkarosserie (41) tauchlackiert wird, und dass der Beschichtungs-Prozessschritt (B) ebenfalls ein KTL-Prozess ist, bei dem die noch unbestückte Karosseriesäule (3) tauchlackiert wird, oder alternativ eine Pulverbeschichtung ist, bei der die Karosseriesäule (3) ohne KTL-Prozess pulverbeschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Bauteilverzug bzw. zur Erhöhung der Karosseriesteifigkeit in der Rohkarosserie (41) ein Hilfs-Stützelement (43) bereitgestellt ist, das während des Lackier-Prozessschritts (L) anstelle der Karosseriesäule (3) kraftübertragend zwischen der Dachstruktur (7) und dem Schweller (1) abgestützt ist, und dass nach erfolgtem Lackier-Prozessschritt (L) das Hilfs-Stützelement (43) von der Rohkarosserie (41) entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (3) als Hohlträger (12) ausgebildet ist, der aus einem in der Fahrzeugquerrichtung (y) fahrzeuginneren Blechinnenteil (9) und einem fahrzeugäußeren Blechaußenteil (11) aufgebaut ist, die ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil (13) begrenzen, und dass insbesondere die Funktionselemente (20, 21, 23, 24, 25) und/oder die Säulenverkleidung (17) am Blechinnenteil (9) montiert sind.
Fahrzeug mit einer Karosseriesäule (3), die an einer dachseitigen Anbindungsstelle (D) an einer Dachstruktur (7) des Fahrzeugs und an einer schwellerseitigen Anbindungsstelle (S) am Schweller (1) angebunden ist, wobei das Fahrzeug in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.