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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Vermessen eines Fahrzeugs sowie eine Verwendung von Karosserieumformungen.
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Sowohl bei der Fahrzeugherstellung wie auch später bei Reparatur und Wartungsarbeiten ist es notwendig, das Fahrzeug zu vermessen bzw. Form und Lage zumindest bestimmter Bereiche des Fahrzeugs derart bestimmen zu können, dass der An- oder Einbau weiterer Komponenten, insbesondere auch automatisiert, erfolgen kann. Eine typische Anwendung ist beispielsweise das Einsetzen einer Tür in eine Rohkarosserie. Aus der
DE 42 14 863 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Montage von Türen in Fahrzeugkarosserien mithilfe eines Roboters bekannt, wobei ein Karosseriebezugspunkt, in Form eines Loches, vorgesehen ist, welcher als maßliche Referenz für das Einsetzen der Tür dient. Derartige Löcher bringen allerdings den Nachteil mit sich, dass sie im späteren Betrieb des Fahrzeugs zu Korrosionsproblemen führen können, sodass es in der Regel notwendig ist, diese nachträglich aufwendig abzudichten bzw. zu verschließen. Mitunter sind derartige Löcher oder Bohrungen auch im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs angebracht, was die Zugänglichkeit erschwert und den Einsatz von Unterflur-Messeinrichtungen erfordert. Das Einbringen von Löchern oder Ausnehmungen kann zudem zur Schwächung des jeweiligen Bauteils führen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Vermessen eines Fahrzeugs sowie eine Verwendung anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und schnell und unkompliziert ermöglichen, Messaufgaben an einem Fahrzeug durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 11 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der beigefügten Figur.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Fahrzeug eine Karosseriestruktur, wobei die Karosseriestruktur zumindest einen Referenzpunkt aufweist, welcher als Messstelle ausgelegt ist, und wobei der zumindest eine Referenzpunkt durch ein bereichsweises Umformen der Karosseriestruktur gebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Karosseriestruktur um eine Rohkarosserie oder den Rohbau oder um einen Teil oder Teile des Rohbaus einer Fahrzeugkarosserie. Dabei ist mit dem Begriff „Fahrzeug“ insbesondere ein Kraftfahrzeug gemeint, beispielsweise ein Personenkraftwagen. Daneben können aber auch Nutzfahrzeuge verschiedenster Art sowie Krafträder, insbesondere Motorräder, unter diesen Begriff fallen. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Umformen beispielsweise durch Druckumformen, wie beispielsweise Einprägen. Grundsätzlich handelt es sich bei dem Umformen um ein Einbringen einer plastischen Verformung in die Karosseriestruktur, wobei diese Verformung derart gestaltet, dimensioniert und ausgelegt ist, dass sie als Messstelle dient. Das Umformen bringt dabei insbesondere den Vorteil mit sich, dass die Karosseriestruktur in keiner Weise geschwächt und insbesondere auch nicht durchbrochen wird, wie beispielsweise bei einem Loch.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der zumindest eine Referenzpunkt halbkugelförmig ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass eine Halbkugelform besonders robust, insbesondere beispielsweise hinsichtlich der verwendeten Messverfahren bzw. der Vermessung als solcher, ist. Die Form einer Halbkugel bzw. ein Kugelsegment wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Messstelle verwendet, weil diese nicht nur einfach und sicher mit allen Messverfahren erfasst werden kann, sondern beispielsweise durch Berechnung des Mittelpunkts immer einen exakten Bezugspunkt liefert, welcher als Referenz dient und vermaßt werden kann. Egal ob eine derartige Kugelprägung beispielsweise mit 9 oder 99 Messpunkten vermessen, beispielsweise angetastet, wird, oder wie die Punkte bei der Erfassung/Vermessung verteilt sind, es wird immer derselbe Mittelpunkt errechnet. Dies gilt auch beim Einsatz optischer Messsysteme.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt ein Durchmesser des zumindest einen halbkugelförmigen Referenzpunkts in einem Bereich von etwa 3-10 mm, insbesondere in einem Bereich von etwa 4-8 mm. Es hat sich herausgestellt, dass Geometrien dieser Größe sowohl gut herstellbar als auch gut vermessbar sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der zumindest eine Referenzpunkt nach innen geformt, also zu einer Fahrzeuginnenseite hin. Dies erleichtert die Herstellung. Zudem stört eine derart nach innen umgeformte Einprägung auch weniger die Anordnung weitere Komponenten oder Teile.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Tiefe des zumindest halbkugelförmigen Referenzpunkts in einem Bereich von etwa 3-7 mm.
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Bevorzugt sind Form und Lage des zumindest einen Referenzpunktes auf zumindest 5/100 mm toleriert. Es handelt sich also bei dem zumindest einen Referenzpunkt nicht um eine beliebige Umformung, wie sie bei einer Karosseriefertigung üblicherweise entsteht, z. B. eine Materialverbrauchsausformung, eine Sichtformung oder Formübergänge der verschiedensten Art. Vorteilhafterweise weist der zumindest eine Referenzpunkt hinsichtlich Formgenauigkeit und Lage höchste Genauigkeit auf, sodass eine wiederholbare Antastung oder optische Erfassung ohne einflussnehmenden Genauigkeitsfehler bei dimensionellen Überprüfungen nötig ist. Damit die Reproduzierbarkeit über die gesamte Serienproduktion erfolgen kann, müssen diese speziellen nur für diesen Zweck generierten Messstellen bzw. der zumindest eine Referenzpunkt derart platziert werden, dass die Fertigungseinflüsse hinsichtlich Formgenauigkeit und Position kaum Auswirkungen zeigen. Mit Vorteil ist daher der zumindest eine Referenzpunkt nicht auf einem labilen Karosseriehalter eingebracht, der sich leicht verformen lässt, sondern bevorzugt auf formstabilen Karosseriebereichen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Karosseriestruktur ein Seitenrahmen eines Personenkraftwagens. Dieser wird im gesamten Fertigungsablauf eines Fahrzeugs weder verformt noch verändert.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Karosseriestruktur aber auch ein Vorder- oder Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs sein. Grundsätzlich handelt es sich bei der Karosseriestruktur um einen Bereich, beispielsweise eines Rohbaus eines Fahrzeugs, welcher im weiteren Fertigungsablauf weiter nicht verformt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist je Seitenrahmen eine Vielzahl von Referenzpunkten vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind beispielsweise drei Referenzpunkte vorgesehen, wobei ein erster Referenzpunkt beispielsweise im Bereich des Türanschlags der Fahrer- bzw. Beifahrertür vorgesehen ist, ein zweiter Referenzpunkt im oberen Bereich der B-Säule und ein dritter Referenzpunkt in der Nähe des hinteren Radausschnittes. Zweckmäßigerweise sind auf beiden Seiten des Fahrzeugs bzw. der Karosseriestruktur, insbesondere an beiden Seitenrahmen, ein oder mehrere Referenzpunkte vorgesehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt eine Wandstärke der Karosseriestruktur im Bereich des zumindest einen Referenzpunktes zumindest 1,3 mm, besonders bevorzugt zumindest 1,5 mm. Damit wird sichergestellt, dass der zumindest eine Referenzpunt in einem formstabilen Bereich liegt, wodurch eine besonders zuverlässige Messstelle geschaffen wird.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Vermessen eines Kraftfahrzeugs bzw. zum Aufbau eines Koordinatensystems die Schritte:
- - Einbringen zumindest eines Referenzpunktes in eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs durch Umformen;
- - Verwenden des zumindest einen Referenzpunktes für Messaufgaben.
Mit Vorteil umfasst das Verfahren das Einbringen von, insbesondere halbkugelförmigen oder kugelsegmentförmigen, (Ein-)Prägungen in die Karosserie links und rechts, beispielsweise in die Seitenrahmen des Fahrzeugs, wobei die Referenzpunkte derart liegen, dass sie durch die geschlossenen Türen oder Klappen des Fahrzeugs verdeckt werden.
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Eine halbkugelförmige Formgebung eignet sich besonders gut für eine einfache und sichere messtechnische Erfassung und die Karosserie wird nicht durch eine zusätzliche Bohrung in ihrer Qualität und für den Kunden beeinträchtigt. Die Einprägungen können alternativ auch eine eckige, insbesondere eine mehreckige, Form aufweisen, beispielsweise eine Würfelform oder einer Quaderform oder die Form eines Dreiecks etc. Die ideale Form kann auch von der Art des verwendeten Messsystems abhängen und ist ggf. durch Versuche zu ermitteln.
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Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Vermessen des zumindest einen Referenzpunktes, insbesondere zum Ermitteln eines Mittelpunktes des zumindest einen Referenzpunktes, mit einem Messsystem.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Berührungsloses und/oder taktiles Vermessen des zumindest einen Referenzpunktes.
Hierfür hat sich insbesondere eine Halbkugelform oder Kugelsegmentform des Referenzpunktes als Messstelle als besonders vorteilhaft erwiesen, da diese für die unterschiedlichsten Messverfahren geeignet ist. Ein schnelles und sicheres Erfassen bzw. Vermessen ist beispielsweise auch mit entsprechend ausgebildeten Magnetkugeln möglich. Daneben eignen sich derart geformte Messstellen aber insbesondere auch für optische Messsysteme, wobei diese optischen Messsysteme beispielsweise mit Laser oder ein oder mehreren Kameras arbeiten.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Erstellen eines ersten Koordinatensystems auf Basis des zumindest einen Referenzpunktes.
Durch eine 100%-Inlinemessung im Karosseriebau können die Ist-Koordinaten, beispielsweise eines Unterflurausrichtsystems, bekannt sein, sodass das erste Koordinatensystem mit Vorteil auf die Daten des Unterflurausrichtsystems umgerechnet werden kann. Dies ist allerdings nicht zwingend notwendig. Das erste Koordinatensystem kann auch als solches für alle weiteren Messaufgaben verwendet werden, da deren Position insbesondere durch Form- und Lagegenauigkeit des zumindest einen Referenzpunktesbekannt ist. Zweckmäßigerweise werden drei Referenzpunkte verwendet, um das erste Koordinatensystem zu bilden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Referenzieren des ersten Koordinatensystems auf einen Bezugspunkt oder ein zweites Koordinatensystem.
Bei dem zweiten Koordinatensystem kann es sich um ein anderes oder weiteres Koordinatensystem handeln, welches für die Rohkarosserie bereits bestimmt wurde.
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Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung von Karosserieumformungen zum Vermessen eines Fahrzeugs.
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Die im Zusammenhang mit dem Fahrzeug sowie mit dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend auch für die Verwendung sowie umgekehrt und untereinander. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Teilkomponente eines Fahrzeugs mit Bezug auf die beigefügte Figur.
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Es zeigt:
- 1: eine schematische Ansicht eines Seitenrahmens mit drei Messstellen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Karosseriestruktur bzw. einen Seitenrahmen 10, wobei zur besseren Orientierung mit einem Pfeil eine Fahrtrichtung F skizziert ist. Der Seitenrahmen 10 umfasst drei Referenzpunkte 20, wobei diese als Messstellen ausgelegt sind. Insbesondere sind die Referenzpunkte 20 durch ein Umformverfahren hergestellt und weisen besonders vorteilhaft, zumindest in etwa, eine Halbkugelform auf. Dabei ist eine erste Messstelle im Bereich eines Türanschlags einer Fahrertür angeordnet, eine zweite Messstelle im oberen Bereich der B-Säule und eine dritte Messstelle in der Nähe des hinteren Radausschnittes. Eine derartige Anordnung erlaubt auch das Verwenden der Referenzpunkte 20 am fertigen Fahrzeug, beispielsweise im Rahmen von Wartungs- oder Reparaturarbeiten. Daneben sind diese allerdings derart positioniert, dass sie am fertigen Fahrzeug durch die Türen oder Klappen etc. verdeckt werden und somit nicht stören. Derart positionierte und ausgebildete Referenzpunkte erlauben ein schnelles und sicheres Erfassen eines Fahrzeugkoordinatensystems. Eine Unterflurmessanlage ist weiter nicht erforderlich. Jede Messung kann aber zu einem ggf. vorhandenen Fahrzeugkoordinatensystem, beispielsweise im Unterflurbereich, referenziert werden. Um die Referenzpunkte 20 bzw. die Messstellen zu erreichen ist mit Vorteil keine Abrüstung oder weitere Demontage notwendig. Weiter fallen keine Beschädigungen durch Entfernen von PVC-Verstrich und Abdeckstopfen oder verschlossenen Ausrichtbohrungen an. Damit sind diese Referenzpunkte nicht nur im Bereich der Fahrzeugherstellung sondern auch im weiteren Verlauf des Fahrzeuglebens äußerst gut nutzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Karosseriestruktur, Seitenrahmen
- 20
- Referenzpunkt
- F
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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