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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Gesamtsystems
für ein
Fahrzeug sowie ein Gesamtsystem für ein Fahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
bekannten Systemen, die ein Trägersystem,
ein Stoßstangensystem
und einen entsprechenden Rohbau eines Kraftfahrzeugs umfassen, wird das
Trägersystem
mit dem Stoßstangensystem
fest verbunden. Zusätzlich
wird das Stoßstangensystem in
den Rohbau geschoben und mit dem Rohbau fest verbunden, wobei das
Trägersystem
an dem selben Befestigungspunkt ebenfalls mit dem Rohbau verbunden
wird. Diese Systeme sind entweder starr ausgeführt und weisen keinen Toleranzausgleich
auf oder sie umfassen zusätzliche
Ausgleichselemente zum Toleranzausgleich. Gemeinsam ist bei den
Systemen die feste Verbindung des Trägersystems, des Rohbaus und
des Stoßstangensystems
im Bereich einer sog. Crashbox, die zur Kompensation von Energie,
die bei einem Aufprall entsteht, durch mechanische Deformation ausgebildet
ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Gesamtsystems
für ein
Fahrzeug, das als Komponenten ein Trägersystem, ein Stoßstangensystem
und einen Rohbau des Fahrzeugs umfasst. Üblicherweise weist das Trägersystem
bzw. eine Trägeranordnung
mindestens einen für
das Fahrzeug vorgesehenen Träger
auf. Das Stoßstangensystem bzw.
eine Stoßstangenanordnung
weist eine Stoßstange
des Fahrzeugs auf. Der Rohbau kann als mindestens eine Komponente
eines Rohbausystems bzw. einer Rohbauanordnung des Fahrzeugs ausgebildet
sein.
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Bei
dem Verfahren werden in einem ersten Schritt das Stoßstangensystem
und das Trägersystem
lose vormontiert, wobei das Stoßstangensystem und
das Trägersystem
in zwei Raumrichtungen miteinander verbunden und/oder aneinander
befestigt werden und zumindest in einer dritten Raumrichtung in
einem definierten Bereich relativ zueinander bewegbar sind. In einem
zweiten Schritt wird ein aus dem Stoßstangensystem und dem Trägersystem
gebildeter Verbund am Rohbau befestigt, wobei mindestens ein gemeinsamer
Befestigungspunkt zwischen dem Stoßstangensystem und dem Rohbau
sowie mindestens ein gemeinsamer Befestigungspunkt zwischen dem
Rohbau und dem Trägersystem
festgelegt wird, wodurch das Stoßstangensystem und das Trägersystem
miteinander befestigt werden, so dass das Trägersystem und das Stoßstangensystem nun
auch in der dritten Raumrichtung miteinander starr verbunden sind.
Dabei wird das Gesamtsystem festgelegt, d. h. alle drei genannten
Komponenten des Gesamtsystems werden miteinander verbunden.
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Ergänzend kann
auch zwischen dem Trägersystem
und dem Stoßstangensystem
mindestens ein gemeinsamer Befestigungspunkt festgelegt werden. Über diesen
mindestens einen Befestigungspunkt wird in Ausgestaltung der Erfindung
bei dem ersten Schritt des Verfahrens innerhalb des Verbunds aus dem
Trägersystem
und dem Stoßstangensystem
neben der Verbindung in den beiden ersten Raumrichtungen zusätzlich die
Bewegbarkeit des Trägersystems
und des Stoßstangensystems
in der dritten Raumrichtung ermöglicht.
Eine Befestigung des gemeinsamen Befestigungspunkt in der dritten
Raumrichtung wird üblicherweise
im zweiten Schritt vorgenommen.
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Nach
Ausführung
des ersten Schritts können das
Stoßstangensystem
und das Trägersystem
um den definierten Bereich in Richtung der dritten Raumrichtung
verschiebbar und/oder um eine Achse bzw. Drehachse, die in der Regel
entlang der dritten Raumrichtung orientiert ist, zueinander drehbar
sein. Somit können
bei der Montage eventuell auftretende Toleranzen durch eine Bewegung
des Stoßstangensystems
entlang der dritten Raumrichtung und/oder um die genannte Achse
entlang der dritten Raumrichtung relativ zu dem Trägersystem
ausgeglichen werden. Der aus dem Trägersystem und dem Stoßstangensystem
gebildete, üblicherweise
vormontierte Verbund ist demnach innerhalb des definierten Bereichs
flexibel beweglich ausgebildet, so dass u. a. im zweiten Schritt
der Montage ausreichend Spielraum bei der Befestigung des Verbunds
an dem Rohbau vorhanden ist.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens werden das Stoßstangensystem
mit dem Trägersystem in
einer vorgesehenen Hochrichtung des Fahrzeugs, als erste Raumrichtung
und in einer vorgesehenen Längsrichtung
des Fahrzeugs als zweite Raumrichtung miteinander befestigt. Der
mindestens eine gemeinsame Befestigungspunkt des Trägersystems und
des Stoßstangensystems
ist inaktiv und/oder lose ausgeführt,
so dass das Trägersystem
und das Stoßstangensystem
zumindest über
den genannten gemeinsamen Befestigungspunkt noch nicht in allen drei
Raumrichtungen miteinander befestigt sind. Das Stoßstangensystem
ist wenigstens in einer vorgesehenen Querrichtung des Fahrzeugs
als dritte Raumrichtung noch relativ zu dem Trägersystem bewegbar. Alternativ
oder ergänzend
sind das Trägersystem
und das Stoßstangensystem
um die Achse bzw. Drehachse, die ebenfalls entlang der Querrichtung orientiert
ist, drehbar. Die beschriebenen Raumrichtungen des zu montierenden
Gesamtsystems bzw. einer Gesamtanordnung, d. h. die Hoch-, Längs- und Querrichtung,
entsprechen der Hoch-, Längs-
und Querrichtung des Fahrzeugs, wenn das Gesamtsystem am Fahrzeug
installiert ist.
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Zur
Befestigung des aus dem Stoßstangensystem
und dem Trägersystem
gebildeten Verbunds wird das Stoßstangensystem zum Rohbau ausgerichtet,
wohingegen das Trägersystem
in einer relativ zum Rohbau vormontierten Lage bzw. in einer sog. Nullage
verbleibt. Dies kann bspw. bedeuten, dass das Trägersystem bei einem Zusammenfügen bzw. Festlegen
des Verbunds mit dem Rohbau im Rahmen des zweiten Schritts der Montage
die für
das Trägersystem
vorgesehene Position relativ zum Rohbau einnehmen kann. Eine Feinjustierung
des zu montierenden Gesamtsystems erfolgt in der Regel durch Bewegung
und/oder Drehung des Stoßstangensystems
relativ zu mindestens einer der beiden anderen Komponenten des Gesamtsystems,
d. h. wenigstens zu dem Trägersystem
und somit typischerweise auch zum Rohbau.
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Sobald
das Stoßstangensystem
bei einer Feinjustierung eine geeignete Position relativ zu mindestens
einer der beiden anderen Komponenten einnimmt, erfolgt über den
mindestens gemeinsamen Befestigungspunkt zwischen Trägersystem
und Rohbau eine Fixierung und somit Festlegung des Trägersystems
am Rohbau. Weiterhin werden das Stoßstangensystem und der Rohbau über den
mindestens gemeinsamen Befestigungspunkt miteinander befestigt.
Somit erfolgt zugleich eine Fixierung bzw. Festlegung des Gesamtsystems.
Außerdem
können das
Trägermodul
und das Stoßstangenmodul über den
gemeinsamen Befestigungspunkt miteinander befestigt werden. Daraus
ergibt sich auch eine zusätzliche
mittelbare Befestigung des Rohbaus an dem Trägersystem über das Stoßstangensystem.
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Ein
im Rahmen der Montage vorgesehenes Zusammenfügen des Trägersystems und des Stoßstangensystems
zur Bildung des Verbunds im ersten Schritt umfasst üblicherweise
die Maßnahme,
dass mindestens ein hinteres Endmodul des Stoßstangensystems in mindestens
ein unteres Endmodul des Trägersystems
eingeführt
wird, wobei das mindestens eine hintere Endmodul des Stoßstangensystems
von dem mindestens einen unteren Endmodul des Trägersystems üblicherweise passförmig umgriffen
wird. In einer möglichen
Ausführungsform
weist das Trägersystem
zwei plattenförmige,
zueinander parallel angeordnete untere Endmodule auf, zwischen denen
das hintere Endmodul des Stoßstangensystems
angeordnet wird. Dabei kann ein Abstand zwischen den beiden unteren
Endmodulen etwas größer als
eine Breite des dazwischen anzuordnenden hinteren Endmodul des Stoßstangensystems sein.
Zudem kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine hintere Endmodul
des Stoßstangensystems über Aufnahmemodule
des mindestens einen unteren Endmoduls des Trägersystems bewegbar und/oder
drehbar gelagert wird.
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In
einer Variante des Verfahrens wird ein Aufnahmemodul durch Einsetzen
eines Bolzens in eine Öffnung
eines unteren Endmoduls des Trägersystems
gebildet. Zum Verbinden des Trägersystems
mit dem Stoßstangensystem
wird jeweils ein Bolzen in jeweils einer Aufnahmeöffnung des
hinteren Endmoduls des Stoßstangensystems
angeordnet. Dies kann bedeuten, dass eine Öffnung des unteren Endmoduls
des Trägersystems
koaxial zu einer Aufnahmeöffnung
des hinteren Endmoduls des Stoßstangensystems
angeordnet und der Bolzen durch die Öffnung und die Aufnahmeöffnung eingeführt wird.
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In
der Regel werden bei der Montage zwei Öffnungen des unteren Endmoduls
des Trägersystems
koaxial zu zwei Aufnahmeöffnungen
des hinteren Endmoduls des Stoßstangensystems
positioniert, so dass die Öffnungen
und Aufnahmeöffnungen
in einer Achse fluchten. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass nach
Einführen
der Bolzen diese entlang der Achse zueinander koaxial angeordnet
sind. Die Achse ist entlang der dritten Raumrichtung und somit entlang
der vorgesehenen Querrichtung des Fahrzeugs orientiert. Somit ist
es möglich,
dass das Trägersystem
und das Stoßstangensystem
um die Achse relativ zueinander gedreht werden können.
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Bei
einer möglichen
Umsetzung des zweiten Schritts wird der aus dem Stoßstangensystem
und dem Trägersystem
gebildete Verbund in mindestens eine Öffnung des Rohbaus geschoben
und mit der mindestens einen Öffnung
befestigt. Dies kann bedeuten, dass zum Befestigen des Verbunds
mit dem Rohbau das mindestens eine hintere Endmodul des Stoßstangensystems
in die mindestens eine Öffnung des
Rohbaus geschoben wird, wobei ein Anschlag zwischen dem Verbund
und dem Rohbau durch das mindestens eine untere Endmodul des Trägersystems
bereitgestellt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung des Verfahrens werden bei der Befestigung
des Verbunds mit dem Rohbau durch Ausgleichselemente bzw. Einstellelemente
des Stoßstangensystems
in zumindest einer Raumrichtung, üblicherweise in der vorgesehenen Hochrichtung
des Fahrzeugs, eventuell vorhandene Toleranzen ausgeglichen.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Gesamtsystem für ein Fahrzeug, das ein Trägersystem,
ein Stoßstangensystem
und einen Rohbau des Fahrzeugs umfasst. Dabei sind das Stoßstangensystem und
das Trägersystem
lose vormontiert, wobei das Stoßstangensystem
und das Trägersystem
in zwei Raumrichtungen aneinander befestigt bzw. miteinander verbunden
und in einer dritten Raumrichtung relativ zueinander bewegbar sind.
Ein aus dem Stoßstangensystem
und dem Trägersystem
gebildeter Verbund ist am Rohbau befestigt, wobei ein gemeinsamer
Befestigungspunkt zwischen dem Stoßstangensystem und dem Rohbau
sowie mindestens ein gemeinsamer Befestigungspunkt zwischen dem Rohbau
und dem Trägersystem
festgelegt ist, wodurch das Gesamtsystem festgelegt ist.
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Das
Gesamtsystem kann durch ein beschriebenes Verfahren montiert werden.
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Mit
der Erfindung wird u. a. ein System zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen
durch Einstellelemente zwischen Trägersystem und Stoßstangensystem
im Bereich einer Anbindung an den Rohbau des Fahrzeugs bereitgestellt.
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Die
Erfindung ermöglicht
weiterhin eine einfache kostengünstige
Realisierung eines Toleranzausgleichssystems zwischen einem Trägersystem, einem
Stoßstangensystem
und einem Rohbau eines Fahrzeugs.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gesamtsystems
für ein
Fahrzeug.
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2 zeigt
ein Detail aus 1 aus einer weiteren Perspektive
in schematischer Darstellung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die
Figuren werden zusammenhängend
und übergreifend
beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Das
in den 1 und 2 zumindest teilweise schematisch
dargestellte Gesamtsystem 2 umfasst ein Trägersystem 4,
ein Stoßstangensystem 6 und
einen Rohbau 8, wobei das Trägersystem 4 und das
Stoßstangensystem 6 einen
Verbund 10 bilden. Von dem Trägersystem 4 sind zwei
untere Endmodule 12 mit jeweils einem Aufnahmemodul 14 gezeigt.
Weiterhin ist von dem Stoßstangensystem 6 ein
hinteres Endmodul 16 und von dem Rohbau 8 eine Öffnung 18 dargestellt.
Diese Öffnung 18 ist
von Seitenwänden
des Rohbaus 8 umschlossen. 1 zeigt
auch einen gemeinsamen Befestigungspunkt 20 des Trägersystems 4 und
des Stoßstangensystems 6.
Mit einem Koordinatensystem sind eine erste Raumrichtung, die hier
einer vorgesehenen Längsrichtung 22 eines
Fahrzeugs entspricht, eine zweite Raumrichtung für eine vorgesehene Hochrichtung 24 und
eine dritte Raumrichtung für
eine vorgesehene Querrichtung 26 des Fahrzeugs angedeutet.
Durch einen Doppelpfeil ist hier ein definierter Bereich 28 gezeigt.
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Weiterhin
sind in den 1 und 2 ein erster
Befestigungspunkt 40 zwischen dem Trägersystem 4 und dem
Rohbau 8, sowie ein Paar zweiter Befestigungspunkte 42 zwischen
dem Stoßstangensystem 6 und
dem Rohbau 8 gezeigt. Diese beiden zweiten Befestigungspunkte 42 können auch
als Ausgleichselemente bezeichnet werden. Der erste Befestigungspunkt 40 ist
in einer anderen Ebene als mindestens einer der beiden zweiten Befestigungspunkte 42 angeordnet.
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Bei
einem Trägersystem 4 sind
die unteren Endmodule 12 dazu ausgebildet, das hintere
Endmodul 16 des Stoßstangensystems 6 zu
umgreifen. In den unteren Endmodulen 12 des Trägersystems 4 sind
zwei Aufnahmemodule 14 angeordnet. In der hier gezeigten
Ausführungsform
ist jedes untere Endmodul 12 als eine Platte ausgebildet.
Jeweils ein Aufnahmemodul 14 umfasst eine kreisförmige Öffnung 34 innerhalb
eines unteren Endmoduls 12 sowie einen innerhalb der Öffnung 34 angeordneten
Bolzen 36. Außerdem
weist das hintere Endmodul 16 des Stoßstangensystems 6 in
jeweils einer Seitenwand eine kreisförmige Aufnahmeöffnung 38 auf.
Drehachsen der beiden Bolzen 36 sind zueinander koaxial
angeordnet und parallel zu der Querrichtung 26 orientiert.
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Bei
der Montage des Verbunds 10 wird jeweils ein Bolzen 36 durch
eine Aufnahmeöffnung 38 des
hinteren Endmoduls 16 des Stoßstangensystems 6 geführt. Es
ist vorgesehen, dass in einem Bereich, in dem die unteren Endmodule 12 das
hintere Endmodul 16 des Stoßstangensystems 6 umgreifen, ein
Spielraum vorhanden ist, der eine Bewegung des hinteren Endmoduls 16 relativ
zu den unteren Endmodule 12 in dem definierten Bereich 28 in
Querrichtung 26 zulässt.
Außerdem
kann das hintere Endmodul 16 um die von den Bolzen 36 gebildete
Drehachse parallel zu der Querrichtung 26 gedreht werden. Über die
Aufnahmemodule 14 ist das hintere Endmodul 16 des
Stoßstangensystems 6 am
Trägersystem 4 gelagert.
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Das
Stoßstangensystem 6 ist
in der vorgesehenen Längsrichtung 22 des
Fahrzeugs und in der vorgesehenen Hochrichtung 28 des Fahrzeugs
mit dem Trägersystem 4 fest
verbunden, wohingegen es in der vorgesehenen Querrichtung 26 des
Fahrzeugs relativ zu dem Trägersystem 4 um
den definierten Bereich 28 verschiebbar und um die Drehachse,
die parallel zu der vorgesehenen Querrichtung 26 des Fahrzeugs
orientiert ist, drehbar ist.
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Zudem
weist der Verbund 10 aus Trägersystem 4 und Stoßstangensystem 6 zumindest
in der hier vorgestellten Ausführungsform
mindestens einen weiteren in Längsrichtung 22 des
Fahrzeugs angeordneten Befestigungspunkt 20 auf, der bis
zur Montage mit dem Rohbau 8 ohne Fixierung und/oder Befestigung
lose bzw. bewegbar verbunden ist und eine Verschiebung des Trägersystems 4 zumindest in
der vorgesehenen Querrichtung 26 des Fahrzeugs relativ
zum Stoßstangensystem 6 zulässt. Allerdings ist
dieser Befestigungspunkt 20 nicht zwingend notwendig.
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Bei
der Montage des zunächst
losen Verbunds 10 aus dem Trägersystem 4 und dem
Stoßstangensystem 6 mit
dem Rohbau 8 des Fahrzeugs wird das hier gezeigte hintere
Endmodul 16 des Stoßstangensystems 6 in
Längsrichtung 22 des Fahrzeugs
in entsprechende Öffnungen 18 des
Rohbaus 8 geschoben und mit diesem befestigt. Dabei sind
die unteren Endmodule 12 des Trägersystems 4 als Anschlag
in Längsrichtung 22 des
Fahrzeugs ausgebildet. Durch die Befestigung des hinteren Endmoduls 16 des
Stoßstangensystems 6 im
Rohbau 8 durch mindestens einen entsprechenden und/oder
korrespondierenden zweiten Befestigungspunkt 42 im Stoßstangensystem 6 erfolgt
ein Toleranzausgleich in Hochrichtung 24 des Fahrzeugs. Gleichzeitig
richtet sich das Stoßstangensystem 6 zum
Rohbau 8 in Querrichtung 26 des Fahrzeugs aus,
während
das Trägersystem 4 in
unveränderter Position
bzw. in Nulllage verbleibt. Es ist hier vorgesehen, dass die zweiten
Befestigungspunkte 42 in der hier beschriebenen Ausführungsform
als Langlöcher
ausgebildet sind.
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Über den
ersten Befestigungspunkt 40 erfolgt eine Befestigung zwischen
dem Trägersystem 4 und
dem Rohbau 8, wobei ein Bereich des Rohbaus 8, über den
die Befestigung zwischen dem Trägersystem 4 und
dem Rohbau 8 erfolgt, in den 1 und 2 nicht
dargestellt ist.
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Durch
den mindestens einen Befestigungspunkt 40, 42 zwischen
dem Rohbau 8 und dem Trägersystem 4 bzw.
dem Stoßstangensystem 6 wird eine
Nulllage des Trägersystems 4 bzw.
Stoßstangensystems 6 zum
Rohbau 8 sowie eine Lage des Trägersystems 4 bzw.
Stoßstangensystems 6 festgelegt.
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Außerdem ist
zwischen dem ersten Befestigungspunkt 40 und mindestens
einem zweiten Befestigungspunkt 42 eine Zugverbindung gegeben. Dabei
werden das Stoßstangensystem 6 und
das Trägersystem 4 in
Hochrichtung 24 bzw. in zweiter Raummrichtung festgelegt.
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Durch
Festsetzen des Befestigungspunkts 20 zwischen Stoßstangensystem 6 und
Trägersystem 4 erfolgt
das Festsetzen des Gesamtsystems 2, das das Trägersystem 4,
das Stoßstangensystem 6 und
den Rohbau 8 umfasst.
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In
der anhand von 1 beschriebenen Ausführungsform
des Gesamtsystems 2 ist der Befestigungspunkt 20 an
einer Position vorgesehen, an dem ein äußerer Flügel 30 des Trägersystems 4 einen äußeren Flügel 32 das
Stoßstangensystem 6 berührt. Eine
in dem Befestigungspunkt 20 vorgesehene Berührung ergibt
sich, wenn das Trägersystem 4 und
das Stoßstangensystem 6 bei
der Montage des Verbunds 10 aneinander gefügt werden.
Sobald der Verbund 10 durch Einschieben des hinteren Endmoduls 16 des
Stoßstangensystems 6 in
die Öffnung 18 des
Rohbaus 8 relativ zu dem Rohbau 8 positioniert ist,
kann für
das Gesamtsystem 10 durch Bewegen, bspw. durch Verschieben
entlang der Querrichtung 26 und/oder Drehen um die Drehachse
entlang der Bolzen 36, das Trägersystem 4 relativ
zu dem Stoßstangensystem 6 justiert
werden, um ggf. vorhandene Fertigungstoleranzen der Komponenten
des Gesamtsystems 2 auszugleichen. Sobald eine derartige Justierung
abgeschlossen ist, werden das Trägersystem 4 und
das Stoßstangensystem 6 in
dem Befestigungspunkt 20 miteinander befestigt.
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Über den
mindestens einen gemeinsamen Befestigungspunkt 20 zwischen
dem Trägersystem 4 und
dem Stoßstangensystem 6 ist
eine Relativbewegung zwischen Trägersystem 4 und
Stoßstangensystem 6 möglich. Demnach
ist dieser gemeinsame Befestigungspunkt schwimmend ausgebildet.
Durch die Maßnahme
können
ggf. vorhandene Toleranzen zwischen dem Rohbau 8 und dem
Trägersystem 4 und/oder
Stoßstangensystem 6 kompensiert
werden.
