• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Allgemeinbekannt sind Toleranzausgleichselemente, die Toleranzen in einerRichtung kompensieren können.Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einerVormontagebaugruppe fürein Fahrzeug, die aus zumindest einem metallischen Bauteil und zumindesteinem Befestigungselement besteht, zu schaffen, wobei beim Herstellender Vormontagebaugruppe Toleranzen des metallischen Bauteils ausgeglichenwerden können.Erfindungsgemäß wird zumHerstellen einer Vormontagebaugruppe für ein Fahrzeug zunächst zumindestein metallisches Bauteil (2) an zumindest einem Referenzpunkt aufgenommen,dann zumindest ein nicht-metallisches Befestigungselement (3) inSollposition auf dem metallischen Bauteil (2) positioniert und anschließend andem metallischen Bauteil (2) angeschweißt. Das Befestigungselement (3)dient beispielsweise zur Anbringung einer weiteren Baugruppe oderzur zusätzlichenBefestigung des metallischen Bauteils. Es besteht bevorzugt auseinem Kunststoff. Kunststoffe könnenbevorzugt mit einem Ultraschall-Schweißverfahren gut verschweißt werden.
    公开号:DE102004003171A1
    申请号:DE102004003171
    申请日:2004-01-22
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Norbert Stemp
    申请人:Bayerische Motoren Werke AG；
    IPC主号:B29C65-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Vormontagegruppefür einFahrzeug.
    [0002] Ausder DE 42 24 575 A1 istein sogenanntes Toleranzausgleichselement bekannt, mit dessen Hilfezwei Bauteile in einer Abstandslage zueinander verschraubt werdenkönnen.Dazu weist das Toleranzausgleichselement ein Distanzstück zum Ausfüllen desAbstandes zwischen den beiden Bauteilen auf. Das Distanzstück besitztein in eine drehfeste Lage zum ersten Bauteil bringbares Stützteil undein zum Stützteildurch Drehung axial verlagerbares Drehmitnahmeteil. Das Stützteil unddas Drehmitnahmeteil stützensich auf einer wendelförmigenStützfläche ab,welche eine Steigung besitzt, die entgegengerichtet ist zu einerSteigung eines Gewindes einer Schraube, welche beim Eindrehen ineine axiale Öffnungdes Drehmitnahmeteils letzteres mitdreht.
    [0003] Aufgabeder Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Vormontagebaugruppefür ein Fahrzeug,die aus zumindest einem metallischen Bauteil und zumindest einemBefestigungselement besteht, zu schaffen, wobei beim Herstellender Vormontagebaugruppe Toleranzen des metallischen Bauteils ausgeglichenwerden können.
    [0004] DieseAufgabe wird mit dem Verfahren zum Herstellen einer Vormontagebaugruppefür einFahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
    [0005] Erfindungsgemäß wird zumHerstellen einer Vormontagebaugruppe für ein Fahrzeug zunächst einmetallisches Bauteil an zumindest einem Referenzpunkt aufgenommen,dann zumindest ein nicht-metallisches Befestigungselement in Sollpositionauf dem metallischen Bauteil positioniert und anschließend andem metallischen Bauteil angeschweißt. Ein metallisches Bauteilkann auch eine Baugruppe aus mehreren einzelnen metallischen Bauteilensein. Das Befestigungselement dient beispielsweise zur Anbringungeiner weiteren Baugruppe oder zur zusätzlichen Befestigung des metallischenBauteils. Fürdie Erfindung ist es dabei nicht maßgeblich, dass das ganze Befestigungselement auseinem nicht-metallischen Werkstoff besteht, sondern dass das Befestigungselementzumindest im Kontaktbereich zum metallischen Bauteil aus einem nicht-metallischenWerkstoff ist. Es besteht bevorzugt aus einem Kunststoff. Kunststoffekönnenbevorzugt mit einem Ultraschall-Schweißverfahren gut verschweißt werden.Die Vorteile des Verfahrens sind um so größer, je wichtiger es ist, dievorhandenen Toleranzen zu kompensieren. Dies wird normalerweisebei besonders großenmetallischen Bauteilen der Fall sein, oder bei Vormontagebaugruppen, dienur besonders geringe Toleranzen aufweisen dürfen.
    [0006] Esist allgemein bekannt, ein metallisches Bauteil an seinen Referenzpunktenaufzunehmen, ein zweites metallisches Bauteil in eine Sollposition zumersten metallischen Bauteil zu bringen und dann die beiden metallischenBauteile miteinander zu verschweißen. Zum Befestigen eines nicht-metallischen Elementsan einem metallischen Bauteil dagegen kommen normalerweise lösbare Verbindungen,wie beispielsweise Schraub- oder Nietverbindungen, zum Einsatz.Dazu muss das metallische Bauteil an den entsprechenden Stellenzur Befestigung des nicht-metallischen Elements Gewinde oder Bohrungenaufweisen. Dies erfordert einerseits einen zusätzlichen Arbeitsschritt zumHerstellen der Gewinde oder Bohrungen, andererseits entstehen dabeiwieder Toleranzen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf einfacheWeise ein nicht-metallisches Befestigungselement an einem metallischenBauteil angeschweißtwerden. Dabei kann das Befestigungselement genau in seiner Sollpositionin Bezug auf die Referenzpunkte des metallischen Bauteils angebrachtwerden, sodass möglicheToleranzen des metallischen Bauteils in der Anschweißebene ausgeglichenwerden können.Zudem wird fürdie Verbindung des metallischen Bauteils mit dem Befestigungselementaußerordentlichwenig Bauraum benötigt.
    [0007] Bevorzugtdringt beim Anschweißender Kunststoff des Befestigungselements zumindest teilweise durchzumindest eine Öffnungim metallischen Bauteil hindurch und umschließt die Öffnung formschlüssig. Dieso entstandene formschlüssigeVerbindung zwischen dem metallischen Bauteil und dem Befestigungselementist besonders sicher und belastbar.
    [0008] DasBefestigungselement hat idealerweise zugleich die Funktion einesToleranzausgleichselements, das nach dem in der DE 42 24 575 A1 beschriebenenPrinzip funktioniert. Beim Anschweißen des BefestigungselementskönnenToleranzen in der Anschweißebeneausgeglichen werden. Durch die Funktion eines Toleranzausgleichselementskönnen zusätzlich Toleranzenin einer Richtung außerhalb derAnschweißebenebeispielsweise beim Verschrauben einer weiteren Baugruppe mit demBefestigungselement ausgeglichen werden.
    [0009] Dasmetallische Bauteil ist günstigerweise einTragrohr füreine Instrumententafel, dessen beiden Enden als Referenzpunkte dienen.Derartige Tragrohre erstrecken sich zwischen der linken und derrechten A-Säuleeiner Fahrzeugkarosserie und dienen zur Versteifung der Karosserieund zur Aufnahme des gesamten Armaturenbretts. Üblicherweise haben solche Tragrohreim mittleren Bereich eine Abstützung,die sich vom Tragrohr zur Bodenbaugruppe im Bereich des Mitteltunnelsdes Fahrzeugs erstreckt. Das Tragrohr wird mit der Abstützung als Vormontagegruppeaußerhalbdes Fahrzeugs vorgefertigt. Aufgrund der Größe der Vormontagegruppe weistdas Ende der Abstützung,das spätermit der Bodenbaugruppe verbunden wird, einige Toleranzen auf. Idealerweisewird an diesem Ende der Abstützungnun ein Befestigungselement angeschweißt. Durch das Anschweißen desBefestigungselements könnenToleranzen in den beiden Richtungen der Schweißebene ausgeglichen werden.Wenn das Befestigungselement zudem die Funktion eines Toleranzausgleichselementshat, könnenbeim Anschrauben der Vormontagebaugruppe an die Bodenbaugruppe sogarToleranzen senkrecht zur Anschweißebene ausgeglichen werden.Dadurch entstehen beim Verschrauben der Vormontagebaugruppe mitder Bodenbaugruppe keinerlei Probleme aufgrund von Toleranzen desEndes der Abstützung,da diese beim Anschweißendes Befestigungselements und gegebenenfalls durch die Funktion desBefestigungselements als Toleranzausgleichselements ausgeglichen werden.
    [0010] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
    [0011] Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derErfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im folgendennäher beschriebenwird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
    [0012] 1 eineperspektivische Ansicht eines freien Endes einer Abstützung einesTragrohres einer Fahrzeugkarosserie,
    [0013] 2 eineperspektivische Ansicht eines Befestigungselements, das an dem in 1 gezeigtenfreien Ende der Abstützunganschweißbarist und
    [0014] 3 eineperspektivische Ansicht des in 1 gezeigtenfreien Endes der Abstützungnach dem Anschweißendes in 2 gezeigten Befestigungselements.
    [0015] Personenkraftfahrzeugeweisen üblicherweiseein Tragrohr auf, das sich zwischen der linken und der rechten A-Säule derFahrzeugkarosserie erstreckt. Das Tragrohr dient vor allem zur Versteifung derKarosserie und zur Aufnahme des Armaturenbretts. Im mittleren Bereichdes Tragrohres ist zusätzlicheine Abstützungangebracht, die das Tragrohr gegenüber der Bodenbaugruppe im Bereich desMitteltunnels abstützt,um ein Ausknicken des Tragrohres bei axialen Belastungen zu verhindern. dieAbstützungist ein einfaches tiefgezogenes metallisches Blechbauteil. Das Tragrohrbildet zusammen mit dieser Abstützungeine Vormontageeinheit. Die Referenzpunkte dieser Vormontageeinheitwerden durch die beiden Enden des Tragrohres gebildet.
    [0016] Inder 1 ist das abgewinkelte Ende 1 der Abstützung 2 gezeigt,das mit der Bodenbaugruppe verbunden werden soll. Dazu muss zunächst einBefestigungselement an dem Ende 1 der Abstützung 2 angebrachtwerden, das dann mit der Bodenbaugruppe verbunden werden kann. Dasdafür vorgeseheneBefestigungselement 3 ist in 2 gezeigt.Es weist ein Innengewinde 4 auf, mit dem es mit der Bodenbaugruppeverschraubt werden kann. Zur Anbindung an das Ende 1 derAbstützung 2 weistes einen ringförmigenFlansch 5 aus einem faserverstärkten ther moplastischen Kunststoffauf. Am unteren Rand dieses Flansches 5 ist über einFilmscharnier 6 ein L-förmigerBügel 7 angelenkt,der sich auf der Rückseitedes Flansches 5 mit seinem freien Ende 8 bis oberhalbdes Flansches 5 erstreckt. Am oberen Rand des Flanschesist eine Lasche 9 ebenfalls über ein Filmscharnier angelenkt,die übereiner einfachen Clipsverbindung mit dem freien Ende 8 desL-förmigenBügels 7 verrastbarist.
    [0017] ZurMontage des Befestigungselements 3 am Ende 1 derAbstützung 2 wirddieses vor das abgewinkelte Ende 1 gehalten und das freieEnde 8 des L-förmigenBügels 7 durcheine Ausnehmung 10 auf der Oberseite 11 des Endes 1 derAbstützung 2 hindurchgesteckt, sodass der Flansch 5 flächig am abgewinkelten Ende 1 anliegt.Anschließendwird die Lasche 9 mit dem freien Ende 8 des L-förmigen Bügels 7 verrastet.Dadurch ist das Befestigungselement 3 mit dem abgewinkeltenEnde 1 bereits so verbunden, dass das Befestigungselement 3 nurmehr wenige Millimeter in der Verbindungsebene zwischen Flansch 5 undabgewinkelten Ende 1 in X- und Y-Richtung verschoben werdenkann. Das abgewinkelte Ende 1 mit dem vorpositioniertenBefestigungselement 3 ist in 3 dargestellt.
    [0018] Nunwird die gesamte Vormontageeinheit in einer Lehre an den Referenzpunktenan den beiden Enden des Tragrohres aufgenommen. Aufgrund des vorpositioniertenBefestigungselements 3 kann dieses schnell und automatischin die genaue Sollposition in X- und Y-Richtung in Bezug auf dieReferenzpunkte gebracht werden.
    [0019] Anschließend wirdnun das Befestigungselement 3 mit dem abgewinkelten Ende 1 derAbstützung 2 verschweißt. Dazuweist das abgewinkelte Ende 1 der Abstützung 2 zwei relativkleine Ausnehmungen 12 auf, die vom Flansch 5 desvormontierten Befestigungselements 3 verdeckt werden. ZumVerschweißenfährt vonvorne jeweils ein Ultraschall-Schweißkopf auf den Bereich des Flanschs 5 desBefestigungselements 3, der direkt vor den Ausnehmungen 12 liegt.Aufgrund des Ultraschalls kommt dabei der Kunststoff des Befestigungselements 3 inunmittelbarer Näheder Schweißköpfe ins Fließen. Dadurchkönnendie beiden Schweißköpfe durchden Flansch 5 und durch die Ausnehmungen 12 hindurchtauchen.Dabei drückensie einen Teil des verflüssigtenKunststoffs durch die beiden Ausnehmungen 12 hindurch,der sich hinter den Ausnehmungen 12 in alle Richtungenverteilt und so nach dem Erkalten formschlüssig die Ausnehmungen 12 umgreift.Dadurch ist eine sichere und feste Verbindung zwischen dem Befestigungselement 3 unddem abgewinkelten Ende 1 entstanden. Auf diese Weise kannsichergestellt werden, dass die teilweise relativ großen Toleranzenin X- und Y-Richtung des abgewinkelten Endes 1 in Bezugauf die Referenzpunkte des Tragrohres beim Anschweißen desBefestigungselements 3 vollständig kompensiert werden undso keinen negativen Einfluss auf die Montage im Fahrzeug haben.Die Toleranzen des abgewinkelten Endes 1 der Abstützung 2 sindbedingt durch die Größe des Tragrohresund der Abstützung 2 undkönnen nieganz vermieden werden. Durch dieses Verfahren zum Anbringen desBefestigungselements 3 können sie aber so ausgeglichenwerden, dass sie keinen negativen Einfluss haben.
    [0020] Dienun so vollständigkomplettierte Vormontageeinheit wird anschließend in die Fahrzeugkarosserieeingebaut. Beim Verschrauben der Bodenbaugruppe mit dem Befestigungselement 3 gibtes keine Probleme, da die möglicherweisehinderlichen Toleranzen des abgewinkelten Endes 1 der Abstützung 2 beimAnschweißendes Befestigungselements 3 vollständig in X- und Y-Richtung ausgeglichenwurden. Zusätzlichhat das Befestigungselement 3 die Funktion eines Toleranzausgleichselements,wie es der Funktion nach bereits aus dem Stand der Technik, wiezum Beispiel aus der DE42 24 575 A1 , bekannt ist. Somit schraubt sich beim Anziehender Schraube ein Distanzstückaus dem Befestigungselement 3 heraus, und kann so einenAbstand zwischen dem Befestigungselement 3 und der Bodenbaugruppe ausfüllen. SokönnenToleranzen senkrecht zur Verbindungsebene in Z-Richtung kompensiertwerden.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Verfahren zum Herstellen einer Vormontagebaugruppefür einFahrzeug, bestehend aus einem metallischen Bauteil (2)und zumindest einem nichtmetallischen Befestigungselement (3),gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Aufnehmen des metallischenBauteils (2) an zumindest einem Referenzpunkt, b.Positionieren des Befestigungselements (3) in Sollpositionauf dem metallischen Bauteil (2), c. Anschweißen desBefestigungselements (3) an dem metallischen Bauteil (2).
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement (3) aus Kunststoff ist.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement (3) mit einem Ultraschall-Schweißverfahrenan dem metallischen Bauteil (2) angeschweißt wird.
    [4] Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass beim Anschweißender Kunststoff des Befestigungselements (3) zumindest teilweisedurch zumindest eine Öffnung(12) im metallischen Bauteil (2) hindurchdringtund die Öffnung(12) formschlüssigumschließt.
    [5] Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das metallische Bauteil (2) zumindesteine Aufnahme (10) aufweist, in der das Befestigungselement(3) so befestigbar ist, dass es vor der Positionierungin Sollposition bereits vorpositioniert ist.
    [6] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Befestigungselement (3) zugleichdie Funktion eines Toleranzausgleichselements hat, das einen Höhenausgleichermöglicht.
    [7] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das metallische Bauteil (2) ein Tragrohrfür eineInstrumententafel bzw. eine Abstützungeines Tragrohres ist, dessen beiden Enden als Referenzpunkte dienen.
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass an einer Abstützung(2) des Tragrohrs am Mitteltunnel des Fahrzeugs das Befestigungselement(3) angebracht wird.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US7001128B2|2006-02-21|Two part interlocking fastener for attaching panels to a vehicle
    US6779830B2|2004-08-24|Anti-intrusion beam for a vehicle door assembly
    EP0800956B1|2001-11-07|Energieabsorbierende Struktur für die Oberseite einer Kraftfahrzeugkarosserie
    US7618083B2|2009-11-17|Rear door structure for vehicle
    US5934733A|1999-08-10|Extruded instrument panel structure
    US7036874B2|2006-05-02|Front-end to body-side joint for an automotive vehicle
    US7273246B2|2007-09-25|Attachment structure of head lamp and bumper fascia side portion
    US7571957B2|2009-08-11|Component integration panel system with closed box section
    JP3319298B2|2002-08-26|バンパフェースの構造
    CN100420593C|2008-09-24|汽车后视镜用支撑臂及其制造方法
    DE60129153T2|2008-02-28|Verbindungskonstruktion und verfahren zur herstellung einer verbindungskonstruktion
    US20040124572A1|2004-07-01|Impact absorbing member for vehicle
    US9296409B2|2016-03-29|Vehicle steering column support structure
    US7207617B2|2007-04-24|Vehicle body structure
    US8033593B2|2011-10-11|Vehicle body for a motor vehicle
    US9809261B2|2017-11-07|Vehicle body lateral structure
    US20030188492A1|2003-10-09|Magnesium Door Assembly For Automobiles
    US8069610B2|2011-12-06|Adjustable window lifter guide rail
    US7841650B2|2010-11-30|Striker reinforcement for hydroformed automotive door frame
    JP2007511413A|2007-05-10|構成部品、特に軽構造のハイブリッド構成部品
    DE102006036931B4|2019-08-29|Fügeverbindung
    ES2336159T3|2010-04-08|Soporte para la unidad frontal de un vehiculo automovil y procedimiento de montaje.
    DE102005031357B4|2009-10-29|Kraftfahrzeug, Instrumententafelmodul und Verfahren zu deren Montage
    US20160121701A1|2016-05-05|Window panel support structure
    KR100988444B1|2010-10-18|벨트 와인더용 고정 장치
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004003171B4|2015-03-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-08-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2011-11-17| R016| Response to examination communication|
    2014-11-26| R016| Response to examination communication|
    2015-01-28| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2015-12-22| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004003171.1A|DE102004003171B4|2004-01-22|2004-01-22|Verfahren zum Herstellen einer Vormontagegruppe für ein Fahrzeug|DE102004003171.1A| DE102004003171B4|2004-01-22|2004-01-22|Verfahren zum Herstellen einer Vormontagegruppe für ein Fahrzeug|
    [返回顶部]