DE102004005978B4

DE102004005978B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Montage von Scheinwerfern an Montageträgern

Info

Publication number: DE102004005978B4
Application number: DE200410005978
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Schmidt; Guido Dipl.-Ing. Opperbeck; Dirk Kersting; Dieter Dipl.-Ing. Braun
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DE102004005978A1

Abstract

Verfahren zur lagerichtigen Montage von Scheinwerfern an einem Montageträger eines Frontends für PKWs, leichte LKWs oder dergleichen, wobei am Montageträger Befestigungspunkte zur Verbindung mit dem betreffenden Fahrzeug fest vorgegeben sowie Aufnahmepunkte zur Befestigung der Scheinwerfer vorgesehen sind, denen Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse entsprechen, und bei dem der jeweilige Scheinwerfer gemäß der funktionsgerechten, räumlichen Position eines dafür maßgeblichen Bauteils, wie der Scheinwerferabdeckscheibe, mit hieran bestimmbaren Referenzpunkten dreidimensional ausgerichtet am Montageträger befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageträger an einem Montagegestell mit fahrzeuggleichen Befestigungsstellen aufgenommen wird, daran die Ist-Positionen der Aufnahmepunkte für die Scheinwerferbefestigung erfaßt und einem Rechner eines programmgesteuerten Handlingsroboters zugeleitet werden, daß der jeweilige Scheinwerfer an einer Meßlehre an seinen Referenzpunkten aufgenommen wird, daran die Ist-Positionen der Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse erfaßt und ebenfalls dem Rechner des Handlingsroboters zugeleitet werden, wonach bei erforderlichem Toleranzausgleich von diesem Rechner Korrekturpositionen der Aufnahmepunkte am Montageträger errechnet und danach zu den Anschlagelementen gehörende Anschlagbuchsen mittels des...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine zugehörige Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Modular aufgebaute Frontends sind ein kostengünstiger Weg bei der Montage von PKWs und leichten Nutzfahrzeugen. Ziel bei der Montage eines solchen Frontends ist es, die Toleranzen an den sichtbaren Außenteilen des jeweiligen Fahrzeugs aus optischen und funktionalen Gründen zu reduzieren. So sollen nach der Montage des Frontends Spaltgröße und -verlauf ein gutes Bild ergeben, deshalb gilt es bei der Fertigung des zugehörigen Montageträgers Maßnahmen zur Reduzierung von Toleranzen vorzusehen. Ein besonders kritischer Bereich ist das Umfeld um den Scheinwerfer, denn hier treffen unterschiedliche Bauteile aufeinander.
Ein wichtiges fugenbildendes Teil eines Scheinwerfers ist die Scheinwerferabdeckscheibe. In die Position der Scheinwerferabdeckscheibe des Scheinwerfers des über den Montageträger am Fahrzeug montierten Frontends gehen zwei Toleranzen ein, die sich zum einen aus der Verbindung des Scheinwerfergehäuses am Montageträger und zum anderen aus der Verbindung des Montageträgers am Fahrzeug ergeben. Bekannt ist, in der Vormontage der Scheinwerfer am Montageträger den jeweiligen Scheinwerfer an Vorzugskanten, die insbesondere an der Scheinwerfer-Abdeckscheibe bestimmt werden, in einer Einstellvorrichtung auszurichten, um den Scheinwerfer in dieser Ausrichtung am Montageträger zu befestigen. Hierbei werden in den Befestigungs- oder Montagelaschen des Scheinwerfers Befestigungslöcher mit einer Bohrlehre eingebracht, um den notwendigen Toleranzausgleich zwischen dem Scheinwerfergehäuse und dem Montageträger vorzunehmen. Toleran zen am Montageträger bezüglich seiner Verbindung mit dem jeweiligen Fahrzeug werden hierbei nicht berücksichtigt.
Nach einem anderen bekannten Verfahren sieht man am Montageträger Befestigungslöcher mit Einstellgliedern vor, die ein individuelles Einstellen des Montageträgers je Verbindungsstelle ermöglichen. Hierbei wird zunächst der Scheinwerfer mit einer entsprechenden Positioniereinrichtung so gehalten, daß über die Einstellglieder der Montageträger so ausgerichtet werden kann, daß die Aufnahmepunkte am Montageträger und die Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse soeben miteinander in Kontakt treten, wonach dann erst die Befestigung des Scheinwerfergehäuses am Montageträger und die Verbindung des Montageträgers mit dem Fahrzeug endgültig erfolgt. Zwar ist hiermit ein doppelter Toleranzausgleich zwischen dem Scheinwerfergehäuse und dem Montageträger einerseits und dem Montageträger und dem Fahrzeug andererseits möglich, die dafür erforderlichen Einstellglieder sind jedoch aufwendig und entsprechend teuer, außerdem ist die Justage des Scheinwerfergehäuses in Relation zum Montageträger sowie des Montageträgers in Relation zum Fahrzeug zeit- und arbeitsaufwendig.

Aus dem Dokument US 2003/0070277 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Hierbei geht es nicht nur darum, die Scheinwerfer lagerichtig am Montageträger anzubringen, auch andere wichtige Frontbauteile eines Fahrzeugs, wie Kühlmodule, Stoßfängerträger oder Haubenschlösser, werden am Montageträger vormontiert, wobei der Montageträger an einer Aufnahmevorrichtung fixiert ist.

Aus dem Dokument US 5,380,978 A ist es ferner bekannt, Bauteile von Fahrzeugkomponenten mittels programmgesteuerter Handlingsroboter in dreidimensionaler Bewegung in lagerichtiger Anordnung zusammenzufügen, um sie miteinander zu verbinden. Hierbei werden Daten der zu fügenden Bauteile durch Vermessung erfaßt und mit Hilfe dieser Daten werden die Positionen des zu komplettierenden Bauteils und des zu montierenden Bauteils sowie mögliche Abweichungen im Rahmen der zulässigen Toleranzen errechnet, woraus gegebenenfalls eine entsprechende Korrekturposition bestimmt wird.

Des weiteren beschreibt das Dokument EP 1 279 587 A2 ein Montagegestell, an dem ein Frontend für ein Fahrzeug aufgenommen und zwecks lagerichtiger Montage an die frontseitige Fahrzeugstruktur herangeführt werden kann.

Das Dokument US 5,358,304 zeigt eine weitere Möglichkeit, die an einem Montageträger für ein Kraftfahrzeug anzubringenden Komponenten in lagerichtiger Anordnung zu montieren.

Schließlich ist es aus dem Dokument FR 2 827 251 A1 bekannt, die Befestigungspunkte an einem Kraftfahrzeug-Frontend und die Verbindungspunkte an den Scheinwerfergehäusen aufeinander abzustimmen, um eine lagerichtige Anordnung der Scheinwerfer zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, um die Scheinwerfer am Montageträger des Fahrzeug-Frontends auch dann lagerichtig ohne weitere Einstellarbeiten anbringen zu können, wenn Toleranzen zwischen den Befestigungspunkten am Montageträger und den Verbindungspunkten an den Scheinwerfergehäusen auszugleichen sind.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, und mittels einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß zum einen die Aufnahmepunkte für die Scheinwerferbefestigung am Montageträger und zum anderen die Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse zur Montage am Montageträger vermessen, danach die auszugleichenden Toleranzen errechnet werden und mit der auf diese Weise ermittelten Korrekturposition das Scheinwerfergehäuse am Montageträger befestigt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht einer der beiden Hälften eines an einem Montagegestell gehaltenen Montageträgers vor der Anbringung des hieran zu montierenden Hauptscheinwerfers,
2 eine perspektivische Ansicht des am Montageträger gem. 1 anzubringenden Hauptscheinwerfers, der an einer Montagelehre gehalten ist,
3 eine perspektivische Ansicht der Hälfte des Montageträgers nach 1 nach dem Anbringen der Scheinwerfer-Anschlagelemente,
4 eine schematische Draufsicht auf einen der Scheinwerfer-Aufnahmepunkte am Montageträger,
5 eine perspektivische Ansicht eines kompletten Anschlagelementes für die Scheinwerferbefestigung am Montageträger,
6 eine perspektivische Wiedergabe der Anschlagbuchse des Anschlagelementes nach 5 und
7 eine perspektivische Ansicht der Hälfte des Montageträgers entsprechend den 1 und 3 nach erfolgter Montage des Hauptscheinwerfers.
Im einzelnen erkennt man in 1 die rechte Hälfte eines Montageträgers 1, eines PKW-Frontends, der in seinem oberen Bereich einen nach seitlich außen offenen Raum 2 umschließt, welcher zur Aufnahme eines der Hauptscheinwerfer des PKWs dient. Dafür sind am Montageträger 1 in Umgebung des Raumes 2 Aufnahmepunkte 3 vorgesehen, welche die Befestigungsstellen für das Gehäuse 4 des Scheinwerfers darstellen, der in den 2 und 7 wiedergegeben ist.
Der Montageträger 1 ist an einem Montagegestell 5 aufgenommen, welches Befestigungsstellen 6 aufweist, die exakt den Aufnahmestellen des Montageträgers 1 an dem betreffenden Fahrzeug entsprechen. Somit ist der Montageträger 1 in simulierter fahrzeugfester Lage an dem Montagegestell 5 fixiert. In dieser Position werden die Aufnahmepunkte 3 für die Schweinwerferbefestigung am Montageträger 1 vermessen, und es werden in einem Rechner die Ist-Positionen der Aufnahmepunkte 3 mit abgespeicherten Soll-Positionen verglichen. Aus einer etwaigen Differenz wird ein Korrekturwert ermittelt, der für die lagerichtige Position des Scheinwerfers am Montageträger 1 berücksichtigt wird. Mittels nachstehend noch erörterter Anschlagelemente 12, wie sie in 7 zu erkennen sind, können von den Aufnahmepunkten 3 des Montageträgers 1 unterschiedliche Abstände der am Scheinwerfergehäuse 4 vorhandenen Befestigungselemente 8 vorgesehen werden, womit zumindest in Richtung der Fahrzeuglängsachse, aber auch in dreidimensionaler Richtung eine lagerichtige Justage des Scheinwerfergehäuses 4 erreicht werden kann.
Wie aus 2 hervorgeht, befinden sich am Scheinwerfergehäuse 4 Verbindungspunkte an den Befestigungselementen 8, die als Montage- oder Befestigungslaschen ausgebildet sind. Die Verbindungspunkte daran sind in Form von Löchern 7 ausgeführt, deren Achsen in der Fahrzeuglängsachse liegen, dementsprechend steht die Ebene der flächigen Befestigungselemente 8 senkrecht zu der Fahrzeuglängsrichtung.
Am Scheinwerfergehäuse 4 findet sich frontseitig eine Scheinwerfer-Abdeckscheibe 9, die entlang ihres Umfanges mit einem vorgegebenen Spaltmaß zu den umliegenden Karosserieteilen in der fahrzeugseitigen Endlage positioniert werden muß. Deshalb wird das Scheinwerfergehäuse 4 über die Abdeckscheibe 9 an einer Meß lehre 10 aufgenommen, die auf die jeweilige Form der Abdeckscheibe 9 abgestimmte, vorstehende Aufnahmeelemente 11 aufweist. An der Meßlehre 10 ist das Scheinwerfergehäuse 4 so gehalten, wie es der Scheinwerferposition an dem betreffenden Fahrzeug entspricht. So können hier die durch die Löcher 7 an den Befestigungselementen 8 gegebenen Verbindungspunkte, an denen das Scheinwerfergehäuse 4 mit dem Montageträger 1 verbunden wird, vermessen und deren Positionen ebenfalls in den vorerwähnten Rechner eingegeben werden. Weichen die Ist-Positionen der Löcher 7 von den vorgegebenen, abgespeicherten Soll-Positionen ab, geht auch diese Differenz in die Ermittlung eines Korrekturwertes für jeden Verbindungspunkt am Scheinwerfergehäuse 4 ein. Aus diesen Korrekturwerten und aus denen, die an den Aufnahmepunkten 3 des Montageträgers 1 ermittelt worden sind, wird in dem Rechner eine Korrekturposition ermittelt, in welcher das Scheinwerfergehäuse 4 am Montageträger 1 befestigt wird.
Die Korrekturposition für das Scheinwerfergehäuse 4 für jeden der daran befindlichen Verbindungspunkte in Gestalt der Löcher 7 dient zur Steuerung eines Handlingsroboters, der an den Aufnahmepunkten 3 des Montageträgers 1 Anschlagbuchsen 13 anbringt, wie es 3 zeigt. Diese Anschlagbuchsen 13, von denen eine vergrößert in 6 wiedergegeben ist, weisen zur Anlage der Befestigungselemente 8 des Scheinwerfergehäuses 4 Spannflächen 18 auf, deren Position in Richtung der Fahrzeuglängsachse, der üblichen X-Achse, innerhalb eines vorgegebenen Toleranz-Ausgleichsbereichs verstellt werden kann. Dies richtet sich danach, wie tief die jeweilige Anschlagbuchse 13 in den Montageträger 1 eingeschraubt wird.
Wie 4 ergänzend dazu veranschaulicht, sind zweckmäßig im Bereich der Aufnahmepunkte 3 am Montageträger 1 erhabene Dome 15 vorgesehen, die solche Öffnungen aufweisen, in welche die Anschlagbuchsen 13 mit passender Tiefe eingeschraubt werden können. Die Anschlagbuchsen 13 sind, wie 4 weiter zeigt, Teile von Anschlagelementen 12, zu denen eine Spannschraube 14 gehört.
5 gibt ein solches Verbindungselement 12 in seiner Gesamtheit wieder. Dessen Verbindungsbuchse 13 hat ein Außengewinde, welches im einzelnen nicht wiedergegeben ist. Ferner weist die Anschlagbuchse 13 eine axiale Durchgangsöffnung 24 (6) auf, die mit einem Innengewinde zur Aufnahme der Spannschraube 14 versehen ist. Damit beim Eindrehen der Spannschraube 14 sich die Anschlagbuchse 13 nicht mitdreht, ist das Eindrehmoment der Anschlagbuchse 13 im Montageträger 1 größer als das Eindrehmoment der Spannschraube 14 in der Anschlagbuchse l3. Eine zusätzliche Sicherung der Anschlagbuchse 13 ist dadurch gegeben, daß die darin eingedrehte Spannschraube die Anschlagbuchse 13 nach Art eines Dübels aufweitet. Dazu hat die Anschlagbuchse 13 achsparallele Schlitze 15 in Ergänzung zu einem gegenüber dem Außengewinde der Spannschraube 14 engeren Innengewinde, wodurch sich die Anschlagbuchse 13 beim Einschrauben der Spannschraube 14 noch zusätzlich in der sie aufnehmenden Gewindebohrung im Montageträger 1 verspannt.
Wie sich weiter aus den 5 und 6 ergibt, weist die Anschlagbuchse 13 an ihrem einen Ende, dem Außenende, einen radial vorstehenden Kopf 16 auf, der an seiner Umfangsseite mit Schlüsselflächen 17 versehen ist. Daran wird die jeweilige Anschlagbuchse 13 von dem Handlingsroboter aufgenommen und in passender Tiefe in den Montageträger 1 bzw. in dessen Dom 15 eingedreht. Die Außenseite des Kopfes 16 an der Anschlagbuchse 13 bildet die erwähnte Spannfläche 18.
Die Spannschraube 14 der Anschlagelemente 12 hat ebenfalls einen mit Schlüsselflächen 20 ausgestatteten Kopf 19. Zwischen dem Kopf 19 und dem Schaft der Spannschraube 14 ist ein radial vorstehender Flansch 21 vorhanden, der an der vom Kopf 19 abliegenden Stirnseite eine Anlagefläche 22 bildet. Zwischen dieser Anlagefläche 22 und der Spannfläche 18 der Anschlagbuchse 13 wird das jeweilige Befestigungselement 8 am Scheinwerfergehäuse 4 verspannt, um es je nach der Position der Spannfläche 18 der Anschlagbuchse 13 auf einer vorgegebenen Position in Richtung der Fahrzeuglängsachse festzulegen. Hierbei tritt die Spannschraube 14 des Anschlagelementes 12 durch das Loch 7 des Befestigungselementes 8 hindurch.
7 zeigt das am Montageträger 1 festgelegte Scheinwerfergehäuse 4, und es befindet sich die Scheinwerfer-Abdeckscheibe 9 in einer Position, die nach der Vormontage des Scheinwerfergehäuses 4 am Montageträger 1 eine weitere Justage des Scheinwerfergehäuses 4 nach der Anbringung des Montageträgers 1 am betreffenden Fahrzeug erübrigt. Die Anordnung der drei Aufnahmepunkte 3 am Montageträger 1, siehe 1, bzw. die der Anschlagelemente 12 ist so gewählt, daß über die Positionen der Anschlagflächen 18 der Anschlagbuchsen 13 nicht nur eine Justage des Scheinwerfers in Richtung der Fahrzeuglängsachse sondern auch in Richtung der Fahrzeugquerachse und in Fahrzeughöhenrichtung möglich ist. Zur Montage des Scheinwerfers am Montageträger 1 kann die in 2 wiedergegebene Meßlehre 10 benutzt werden, mit der der Scheinwerfer an den in fahrzeugfester Lage gehaltenen Montageträger 1 herangefahren wird. Das Einschrauben der Spannschrauben 14 der Anschlagelemente 12 kann manuell oder maschinell erfolgen. Entscheidend ist, daß durch den programmgesteuerten Handlingsroboter zuvor die Anschlagbuchsen 13 der Anschlagelemente 12 in der passenden Tiefenposition am Montageträger 1 angebracht worden sind.

Claims

Verfahren zur lagerichtigen Montage von Scheinwerfern an einem Montageträger eines Frontends für PKWs, leichte LKWs oder dergleichen, wobei am Montageträger Befestigungspunkte zur Verbindung mit dem betreffenden Fahrzeug fest vorgegeben sowie Aufnahmepunkte zur Befestigung der Scheinwerfer vorgesehen sind, denen Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse entsprechen, und bei dem der jeweilige Scheinwerfer gemäß der funktionsgerechten, räumlichen Position eines dafür maßgeblichen Bauteils, wie der Scheinwerferabdeckscheibe, mit hieran bestimmbaren Referenzpunkten dreidimensional ausgerichtet am Montageträger befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageträger an einem Montagegestell mit fahrzeuggleichen Befestigungsstellen aufgenommen wird, daran die Ist-Positionen der Aufnahmepunkte für die Scheinwerferbefestigung erfaßt und einem Rechner eines programmgesteuerten Handlingsroboters zugeleitet werden, daß der jeweilige Scheinwerfer an einer Meßlehre an seinen Referenzpunkten aufgenommen wird, daran die Ist-Positionen der Verbindungspunkte am Scheinwerfergehäuse erfaßt und ebenfalls dem Rechner des Handlingsroboters zugeleitet werden, wonach bei erforderlichem Toleranzausgleich von diesem Rechner Korrekturpositionen der Aufnahmepunkte am Montageträger errechnet und danach zu den Anschlagelementen gehörende Anschlagbuchsen mittels des Handlingsroboters an den Aufnahmepunkten am Montageträger vorhandene Kunststoffdome in einer der er rechneten Korrekturposition passenden Tiefe eingefügt werden, wonach mittels der Meßlehre der daran aufgenommene Scheinwerfer mit seinen Verbindungspunkten am Scheinwerfergehäuse in die Montageposition an den Anschlagbuchsen verfahren sowie daran mittels den Anschlagelementen zugeordneten Spannelementen in der jeweiligen Korrekturposition für den betreffenden Verbindungspunkt festgelegt wird.
Vorrichtung zur lagerichtigen Montage von Scheinwerfern an einem Montageträger eines Frontends für PKWs, leichte LKWs oder dergleichen, wobei am Montageträger Befestigungspunkte zur Verbindung mit dem betreffenden Fahrzeug fest vorgegeben sowie Aufnahmepunkte zur Befestigung der Scheinwerfer vorgesehen sind, denen Verbindungspunkte an Befestigungselementen am Scheinwerfergehäuse entsprechen und die jeweils mittels Anschlagelementen in einer vorbestimmten Lage relativ zueinander zwecks Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anschlagelement (12) aus einer an dem betreffenden Aufnahmepunkt (3) in den Montageträger (1) mit wählbarer Tiefe einschraubbaren Anschlagbuchse (13) mit einer Spannfläche (18) an ihrem Außenende und aus einer in die Anschlagbuchse (13) von deren Außenende her einschraubbaren Spannschraube (14) besteht, deren Eindrehmoment in der Anschlagbuchse (13) kleiner als das Eindrehmoment der Anschlagbuchse (13) im Montageträger (1) ist, wobei das jeweilige Befestigungselement (8) am Scheinwerfergehäuse (4) zwischen der Spannfläche (18) der Anschlagbuchse (13) und der Spannschraube (14) verspannbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbuchse (13) nach Art eines Dübels ausgeführt ist und sich beim Eindrehen der Spannschraube (14) in radialer Richtung aufweitet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbuchse (13) zumindest einen Längsschlitz (15) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbbuchse (13) einen im Durchmesser vergrößerten Kopf (16) hat, dessen Außenseite die Spannfläche (18) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (16) der Anschlagbuchse (13) am Außenumfang mit Schlüsselflächen (17) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem betreffenden Aufnahmepunkt (3) des Montageträgers (1) ein daran erhabener Dom (15) mit einer Öffnung zum Einsetzen der Anschlagbuchse (13) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (8) am Scheinwerfergehäuse (4) aus daran vorstehenden Laschen mit Löchern (7) für den Durchtritt der Spannschrauben (14) sowie zur Anlage an den Spannflächen (18) der Anschlagbuchsen (13) bestehen.