DE19801664C1 - Verfahren zur Montage eines Cockpitmoduls in einer Rohbaukarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Cockpit­ moduls, das eine Stirnwand enthält, in einer Rohbaukarosserie eines Personenkraftwagens, wobei das Cockpitmodul auf Höhe einer Fahrgastzelle in die Rohbaukarosserie eingeführt und in Fahr­ zeuglängsrichtung nach vorne geführt und anschließend auf Höhe von seitlichen A-Säulen im Bereich wenigstens eines sich in Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden Träger­ flansches mit der Rohbaukarosserie verbunden wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 36 22 165 C2 bekannt. Dabei wird ein vormontiertes Cockpitmodul, bei dem verschiedene Cock­ piteinheiten und Funktionsaggregate an einer Stirnwand vormon­ tiert sind, von einer Seite her in eine Fahrgastzelle einer Roh­ baukarosserie eingebracht und anschließend in Fahrzeuglängsrich­ tung bis auf Höhe eines die Fahrgastzelle von einem Motorraum trennenden Trägerflansches in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne geführt. Auf Höhe des Trägerflansches wird das Cockpitmodul ab­ gesenkt und mit den seitlichen A-Säulen verschraubt. Alle Bewe­ gungen des Cockpitmoduls werden durch einen an sich bekannten Industrieroboter automatisch durchgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln eine verbesserte Einbindung des Cockpitmoduls in die Rohbaukarosserie im Hinblick auf Frontalaufpallbelastungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Cockpitmodul zunächst bei seiner Bewegung nach vorne an dem Trägerflansch vorbei und anschließend in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten geführt wird, an dem wenigstens einen Trägerflansch mit seinen Randbereichen überlappend angelegt und mit dem wenigstens einen Trägerflansch verbunden wird. Dadurch wird zwischen dem wenigstens einen Trä­ gerflansch, d. h. der Rohbaukarosserie, und dem Cockpitmodul ein in Fahrzeuglängsrichtung wirksamer Formschluß geschaffen, der bezüglich Frontalaufprallbelastungen eine erheblich erhöhte Steifigkeit bewirkt. Gleichzeitig schränkt das Montageverfahren die Gestaltungsfreiheit des Cockpitmoduls nicht ein. Dadurch, daß das Cockpitmodul vor dem wenigstens einen Trägerflansch an­ geordnet ist, kann sich das Cockpitmodul bei einem Fahrzeugauf­ prall am Trägerflansch abstützen. Die Verbindung zwischen Trä­ gerflansch und Cockpitmodul wird dadurch entlastet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Cockpitmodul nahezu voll­ ständig vormontiert werden und in diesem vormontierten Zustand in die Rohbaukarosserie eingebracht werden.

In Ausgestaltung der Erfindung wird das Cockpitmodul bei seiner Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne zusätzlich mit ei­ ner Bewegungskomponente in Fahrzeughochrichtung über den wenig­ stens einen Trägerflansch hinweggeführt und anschließend vor dem Trägerflansch wieder auf seine Montagehöhe abgesenkt. Durch das Anheben des Cockpitmoduls im Bereich des Trägerflansches ist es möglich, das Cockpitmodul in seiner Form relativ frei zu gestal­ ten, und dennoch die formschlüssige Anlage am Trägerflansch zu ermöglichen. Vorteilhaft ist der wenigstens eine Trägerflansch dabei mit schräg nach innen und nach unten verlaufenden Randab­ schnitten versehen, so daß das Cockpitmodul nicht über die ge­ samte Höhe des Trägerflansches hinweggehoben werden muß. Auch die entsprechenden Randflansche des Cockpitmoduls, insbesondere im Bereich der Stirnwand, verlaufen entsprechend geneigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Cockpitmodul aus einer Horizontalposition auf Höhe der Fahrgastzelle oberhalb des Trägerflansches, in der die Stirnwand zumindest teilweise horizontal ausgerichtet ist, mit Bewegungskomponenten in Fahr­ zeuglängsrichtung nach vorne sowie in Fahrzeughochrichtung nach unten bogenförmig unter allmählichem Kippen des Cockpitmodules in die Montageposition geführt. Dies ist eine weitere einfache Variante, um den Hinterschnitt zwischen Cockpitmodul und Träger­ flanschen zu erzielen. Der Begriff "bogenförmig" umschließt da­ bei sowohl konstant gekrümmte Kurvenbahnen als auch mehrere winklig aneinander gefügte geradlinige Streckenabschnitte, die einander zu einer bogenartigen Form ergänzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Cockpitmodul innerhalb der Fahrgastzelle um eine in Fahrzeughochrichtung ver­ laufende Achse schräggestellt und anschließend in dieser Schräg­ stellung in Fahrzeuglängsrichtung so weit nach vorne geführt, bis das Cockpitmodul sich vollständig vor dem wenigstens einen Trägerflansch befindet, und anschließend wird das Cockpitmodul wieder in Fahrzeugquerrichtung zurückgeschwenkt und an den Trä­ gerflansch angelegt. Dies ist eine vorteilhafte Ausgestaltung, falls in Fahrzeughochrichtung kein ausreichender Raum zum Anhe­ ben des Cockpitmoduls zur Verfügung steht. Ergänzend wird das Cockpitmodul um die Flanschbreite abgesenkt, um bei schräg ver­ laufenden Flanschen umlaufend den notwendigen Hinterschnitt zu erzielen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Cockpitmodul mittels einer im Bereich einer Stirnwand umlaufenden Verklebung mit der Rohbaukarosserie, insbesondere mit dem wenigstens einen Trägerflansch, verbunden. Diese Verklebung schafft die notwendi­ ge Verbindung zwischen Rohbaukarosserie und Cockpitmodul und dichtet zusätzlich die Rohbaukarosserie ab.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Draufsicht von oben einen Teilabschnitt einer Ausführungsform einer Rohbaukarosse­ rie für einen Personenkraftwagen auf Höhe von zwei A- Säulen, zwischen denen ein Cockpitmodul in seiner mon­ tierten Funktionsposition angeordnet ist,

Fig. 2 in schematischer perspektivischer Darstellung das Cock­ pitmodul vor seiner Montage zwischen den A-Säulen, wobei der Montageweg des Cockpitmoduls erkennbar ist,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die Positionierung des Cockpitmoduls zwischen den A-Säulen in einem weiteren, der Darstellung nach Fig. 2 nachfolgenden Zwischen­ schritt,

Fig. 4 das Cockpitmodul nach den Fig. 2 und 3 in seiner montier­ ten Funktionsposition entsprechend Fig. 1,

Fig. 5 den gemäß Fig. 3 dargestellten Zwischenschritt in einer Frontansicht,

Fig. 6 die montierte Funktionsposition des Cockpitmoduls gemäß Fig. 4 in einer Frontansicht,

Fig. 7 in einer Draufsicht von oben analog Fig. 1 verschiedene Verfahrensschritte eines weiteren Montageverfahrens für ein Cockpitmodul zwischen zwei A-Säulen, und

Fig. 8 in einer schematischen Seitenansicht eine weitere Monta­ gevariante zum Einbau eines Cockpitmoduls zwischen zwei A-Säulen und einer Rohbaukarosserie eines Personenkraft­ wagens.

Eine selbsttragende Rohbaukarosserie 1, 2, 6 für einen Personen­ kraftwagen weist in an sich bekannter Weise in einem Übergangs­ bereich zwischen einer Fahrgastzelle und einer Vorbaustruktur zwei seitliche A-Säulen 1 auf, an die in Fahrzeuglängsrichtung F nach vorne auf jeder Seite jeweils ein Radeinbau 6 anschließt. Zwischen den beiden A-Säulen 1 erstreckt sich in Fahrzeugquer­ richtung ein Trägerflansch 2, der in einem unteren Abschnitt Teil einer Bodenstruktur der Rohbaukarosserie ist und sich in diesem Abschnitt stegartig über die Fahrzeugbreite erstreckt. Im Bereich der beiden A-Säulen 1 ist ihr Trägerflansch 2 in einer im wesentlichen vertikalen Fahrzeugquerebene nach oben gezogen und schließt bündig an die jeweilige A-Säule 1 an. Der Träger­ flansch 2 endet im Bereich jeder A-Säule 1 unterhalb einer nicht dargestellten Fahrzeugbordkante der Rohbaukarosserie. Der Trä­ gerflansch 2 ist Teil der Rohbaukarosserie und kraftübertragend in die Bodenstruktur sowie die seitliche Tragstruktur der Roh­ baukarosserie eingebunden, wodurch er auch kraftübertragend mit den A-Säulen 1 verbunden ist. Zur Fahrzeugmitte hin weist der Trägerflansch 2 Flanschränder auf, wobei die seitlichen Flansch­ ränder, wie den Darstellungen nach den Fig. 2 bis 6 zu entnehmen ist, schräg nach innen und nach unten verlaufen. Die Flanschrän­ der begrenzen somit einen Freiraum, der etwa trapezförmigen Querschnitt aufweist.

Anstelle eines einzelnen Trägerflansches ist es auch möglich, mehrere Trägerflansche vorzusehen, wobei zwei Trägerflansche auf Höhe der der A-Säulen ähnlich der Darstellung nach den Fig. 2 bis 6 vorgesehen sein müssen. Ein weiterer Trägerflansch kann von der Bodenstruktur aus nach oben abragen.

Ein Cockpitmodul 3 weist eine Stirnwand 4 auf, die sich in einer montierten Funktionsposition gemäß den Fig. 1, 4 und 6 zwischen den beiden A-Säulen 1 erstreckt und sich in nachfolgend näher beschriebener Weise vom Motorraum her in Fahrzeuglängsrichtung an dem Trägerflansch 2 abstützt. An der Stirnwand 4 sind ver­ schiedene Cockpiteinheiten und Funktionsaggregate wie Armaturen­ tafel, Mittelkonsole, Lenkung, Bremskraftverstärker einschließ­ lich Pedalanordnung, Heizungs- und/oder Klimaanlage und ähnli­ ches bereits vormontierbar. Diese gesamte Baueinheit wird außer­ halb der Rohbaukarosserie vormontiert und im vormontierten Zu­ stand als Cockpitmodul 3 vorzugsweise von einer Fahrzeugseite her in die Fahrgastzelle eingebracht. Alternativ kann die gesam­ te Baueinheit auch durch eine Windschutzscheibenöffnung in die Fahrgastzelle eingesetzt werden. Die Fig. 2 bis 6 verdeutlichen die verschiedenen Montageschritte zur Überführung des Cockpitmo­ duls 3 in seine Funktionsposition gemäß Fig. 1, 4 und 6, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen von dem Cockpitmodul 3 lediglich die Stirnwand 4 dargestellt ist. Alle Bewegungsschritte zur Po­ sitionierung des Cockpitmoduls 3 erfolgen dabei automatisiert in an sich bekannter Weise durch einen Industrieroboter.

Der Montageweg des Cockpitmoduls 3 aus seiner in die Fahrgast­ zelle eingebrachten Zwischenposition bis in seine Funktionsposi­ tion ist anhand des Pfeiles M in Fig. 2 dargestellt. Dabei wird das Cockpitmodul 3 zunächst innerhalb der Fahrgastzelle exakt in Fahrzeugquerrichtung sowie mittig zu einer vertikalen Fahrzeug­ mittellängsebene ausgerichtet. Anschließend wird das Cockpitmo­ dul 3 so weit in Fahrzeughochrichtung angehoben, daß Randab­ schnitte 5 der Stirnwand 4, die analog zu den Flanschrändern des Trägerflansches 2 abgeschrägt sind, sich nicht mehr in der Flucht dieser Flanschränder, sondern vielmehr oberhalb der Flanschränder des Trägerflansches 2 befinden. Aus dieser Zwi­ schenposition wird das Cockpitmodul 3 nun in Fahrzeuglängsrich­ tung F nach vorne verfahren, bis die Stirnwand 4 sich in Abstand vor dem Trägerflansch 2 befindet. Anschließend wird das Cockpit­ modul 3 so weit in Fahrzeughochrichtung nach unten abgesenkt, bis umlaufende Randabschnitte 5 der Stirnwand 4 die Flanschrän­ der des Trägerflansches 2 umlaufend um einen bestimmten Betrag überdecken. In dieser Position wird das Cockpitmodul 3 nun in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten so weit zurückgezogen, bis die Randabschnitte 5 an den Flanschrändern des Trägerflansches 2 zur Anlage gelangen. Falls eine umlaufende Verklebung der Stirnwand 4 mit dem Trägerflansch 2 vorgesehen ist, so ist zwischen den Flanschrändern und den Randabschnitten 5 der Stirnwand 4 noch eine umlaufende Kleberaupe eingebracht, bevor die Stirnwand 4 mit Druck gegen die Flanschränder des Trägerflansches 2 gezogen wird. Ergänzend kann es aus Festigkeitsgründen noch vorgesehen sein, die Stirnwand 4 mit dem Trägerflansch 2 zu verschrauben.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist ein Cockpitmodul 3a, das schematisch lediglich durch die Stirnwand 4a dargestellt ist, mittels geänderter Montageschritte zwischen den A-Säulen 1a positionierbar. Der Trägerflansch 2a wie auch die A-Säulen 1a entsprechen den Darstellungen nach den Fig. 1 bis 6. Auch die Stirnwand 4a entspricht in ihren Abmessungen der Stirnwand 4 nach den Fig. 1 bis 6. Zur Montage des Cockpitmoduls 3a wird das Cockpitmodul 3a von seiner Ausgangslage analog Fig. 2 um eine vertikale Mittelhochachse so weit schräggestellt, daß ein auf die Darstellung nach Fig. 7 bezogen rechter Rand der Stirnwand 4a in Fahrzeugquerrichtung derart in geringem Abstand zum rech­ ten Trägerflanschabschnitt 2a positioniert ist, daß er bei einer Bewegung des Cockpitmoduls 3a in Fahrzeuglängsrichtung nach vor­ ne (von der Position M₁ ausgehend) an dem Trägerflanschabschnitt 2a vorbei bewegt werden kann. Nach dem Passieren des rechten Trägerflanschabschnittes 2a wird das Cockpitmodul 3a in der Ebe­ ne der Stirnwand 4a so weit schräg nach rechts verlagert, bis der linke Rand der Stirnwand 4a bei einer Schwenkbewegung in Pfeilrichtung zurück in die Querlage an dem linken Träger­ flanschabschnitt 2a berührungslos vorbeigeführt werden kann (Übergang von Position M₂ zu Position M₃). Von der Position M₃ wird das Cockpitmodul 3a nun in Fahrzeuglängsrichtung nach hin­ ten zurückgezogen, wobei zusätzlich die nach rechts erfolgte Versetzung zur Fahrzeugmittellängsachse wieder ausgeglichen wird, indem das Cockpitmodul 3a nach links verschoben wird. Gleichzeitig erfolgt eine Absenkung des Cockpitmodules so weit, bis sich die cockpit- und rohbauseitigen Flansche überdecken, um einen entsprechenden, einen Formschluß bildenden Hinterschnitt zu erzielen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird ein Cockpitmodul 3b derart vor entsprechende Trägerflanschabschnitte von A-Säulen 1b bewegt, daß das Cockpitmodul 3b zunächst innerhalb der Fahrgast­ zelle in eine etwa horizontale Position gebracht wird. Anschlie­ ßend wird das Cockpitmodul 3b mit seiner Stirnwand 4b in Pfeil­ richtung M_b unter gleichzeitigem Schwenken bzw. Kippen derart nach vorne verlagert, daß die beschriebene Kurvenbahn oberhalb der Trägerflanschabschnitte verläuft. Bei dieser Kurvenbewegung wird zudem das Cockpitmodul 3b einschließlich der Stirnwand 4b wieder in die Funktionsposition zurückgekippt. Durch ein an­ schließendes, nicht näher dargestelltes Zurückziehen des Cock­ pitmoduls 3b in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten analog den zu­ vor beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die formschlüs­ sige Anlage an den Trägerflanschabschnitten.

Claims (7)

1. Verfahren zur Montage eines Cockpitmoduls, das eine Stirn­ wand enthält, in einer Rohbaukarosserle eines Personenkraftwa­ gens, wobei das Cockpitmodul auf Höhe einer Fahrgastzelle in die Rohbaukarosserle eingeführt und in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne geführt und anschließend auf Höhe von seitlichen A-Säulen im Bereich wenigstens eines sich in Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden Trägerflansches mit der Rohbau­ karosserie verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul (3, 3a, 3b) zunächst bei seiner Bewegung nach vorne an dem Trägerflansch (2, 2a) vorbei und anschließend in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten geführt wird, an den wenig­ stens einen Trägerflansch (2, 2a) mit seinen Randbereichen (5) überlappend angelegt und mit dem wenigstens einen Trägerflansch (2, 2a) verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul (3) bei seiner Bewegung in Fahrzeuglängs­ richtung nach vorne zusätzlich mit einer Bewegungskomponente in Fahrzeughochrichtung über den wenigstens einen Trägerflansch (2) hinweggeführt und anschließend vor dem Trägerflansch (2) wieder auf seine Montagehöhe abgesenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul (3b) aus einer Horizontalposition auf Höhe der Fahrgastzelle oberhalb des Trägerflansches, in der die Stirnwand (4b) zumindest teilweise horizontal ausgerichtet ist, mit Bewegungskomponenten in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne so­ wie in Fahrzeughochrichtung nach unten bogenförmig unter allmäh­ lichem Kippen des Cockpitmoduls (3b) in die Montageposition ge­ führt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmige Führung auf einer Kreisbahn erfolgt, deren Radius dem Krümmungsradius der Stirnwand (4b) des Cockpitmoduls (3b) entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul (3a) innerhalb der Fahrgastzelle um eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Achse schräggestellt und an­ schließend in dieser Schrägstellung in Fahrzeuglängsrichtung so weit nach vorne geführt wird, bis das Cockpitmodul (3a) sich zu­ mindest teilweise vor dem wenigenstens einen Trägerflansch (2a) befindet, und daß anschließend das Cockpitmodul (3a) wieder in Fahrzeugquerrichtung zurückgeschwenkt und an den Trägerflansch (2a) angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul (3a) neben dem Schrägstellen zusätzlich vor dem Trägerflansch (2a) in Fahrzeugquerrichtung so weit versetzt wird, daß ein hinterer Seitenrand des Cockpitmoduls (3a) den korrespondierenden Randbereich des Trägerflansches (2a) in Fahr­ zeuglängsrichtung nach vorne passieren kann, und daß nach dem Passieren des vorderen Seitenrandes (2a) das Cockpitmodul (3a) in Fahrzeugquerrichtung zurückgeschwenkt wird, wobei der gegen­ überliegende Seitenrand des Cockpitmoduls (3a) den korrespondie­ renden Randbereich des Trägerflansches (2a) passiert, und daß anschließend das Cockpitmodul (3a) wieder in Fahrzeugquerrich­ tung konzentrisch zu dem Trägerflansch (2a) ausgerichtet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Cockpitmodul mittels einer im Bereich einer Stirnwand verlaufenden Verklebung mit der Rohbaukarosserie, insbesondere mit dem wenigstens einen Trägerflansch, verbunden wird.