DE4336105C2 - Cockpitaufbau für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Cockpitaufbau für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der für jeden Fahrzeugtyp speziell konzipierte Cockpitaufbau umfaßt im allgemeinen neben dem Heizungs- oder Klimakasten und dem Querträger noch die Instrumententafel und wird in der Vormontage komplett aufgebaut, indem Klimakasten und Instrumententafel mit dem Querträger fest verbunden werden. Zur Befestigung des Cockpitaufbaus in der Rohkarosserie des Fahrzeugs hat der Querträger links und rechts je zwei Schraubstellen zu den Vorder- oder A-Säulen der Fahrzeugkarosserie und mehrere Schraubstellen in der Vorderfront des Klimakastens zur Stirnwand der Fahrzeugkarosserie. Um Bautoleranzen zwischen den verschiedenen zusammenkommenden Bauteilen auszugleichen, sind Mittel vorgesehen, die eine begrenzte Ausrichtung des Klimakastens relativ zur Stirnwand ermöglichen.

Bei dem gattungsgemäßen Cockpitaufbau (DE 41 34 436 A1) ist hierzu der Klimakasten an der von seiner die Schraubstellen tragenden Vorderfront abgekehrten Rückfront mit Querträger über Halterungen befestigt, die eine begrenzte Nachgiebigkeit des Klimakastens relativ zum Querträger in Höhen- und Querrichtung ermöglichen. Zur exakten Ausrichtung der Schraubstellen, also der Durchstecklöcher für die Schraubenbolzen in der Vorderfront des Klimakastens bezüglich der in der Stirnwand der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Bohrlöcher zum Einschrauben dieser Schraubenbolzen, ist eine Zentriervorrichtung vorhanden, die aus einem von der Stirnwand abstehenden Zentrierdorn und einer trichterartigen Aufnahme im Klimakasten besteht, die sich beim Einsetzen des Cockpitaufbaus in der Rohkarosserie des Fahrzeugs auf den Zentrierdorn aufschiebt.

Bei Klimaanlagen bestimmter Bauweise trägt der Klimakasten in seiner zur Stirnwand der Fahrzeugkarosserie weisenden Vorderseite eine Öffnung, die in Einbaulage deckungsgleich mit einer korrespondierenden Öffnung in der Stirnwand liegt. Die Schraubstellen sind um gleichen Umfangswinkel gegeneinander versetzt längs des Öffnungsrandes verteilt und spannen eine zwischen Stirnwand und Vorderfront des Klimakastens angeordnete Ringdichtung fest. Über diese Öffnungen wird der Klimakasten an einen im Motorraum integrierten Luftführungsschacht mit darin angeordneten Lüfter und Luftklappe zur Frisch- und Umluftumschaltung angeschlossen. Bei der Robotermontage des Cockpitaufbaus hat es sich gezeigt, daß es infolge Lagetoleranzen innerhalb der Schraubstellen an Querträger/A-Säulen und Klimakasten/Stirnwand auch in X-Richtung der Fahrzeugkarosserie beim Verschrauben des Klimakastens an der Stirnwand zu Verspannungen kommt, was zu "Knacken" im Heiz- und Kühlbetrieb der Klimaanlage führt. Unter X-Richtung wird hier die Längsachse der Fahrzeugkarosserie verstanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Cockpitaufbau für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß trotz unumgänglicher Toleranzen ein Verspannen des Cockpitaufbaus bei dessen Befestigung an den A-Säulen und an der Stirnwand der Rohkarosserie des Fahrzeugs zuverlässig ausgeschlossen wird.

Die Aufgabe ist bei einem Cockpitaufbau der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Cockpitaufbaus in die Rohkarosserie des Fahrzeugs gelangt der Klimakasten in die vorderste Position und wird an die Stirnwand angelegt. Danach werden die Schraubstellen am Querträger in Übereinstimmungen mit denen an den A-Säulen gebracht. Durch die erfindungsgemäße, in Fahrzeuglängsachse und damit in Einschiebeeinrichtung des Cockpitaufbaus spielbehaftete Verbindung von Klimakasten und Querträger kann hierzu der Roboter den Querträger bei an der Stirnwand anliegendem Klimakasten weiter nach vorn drücken, wodurch durch den Einfahrdruck der Klimakasten sich relativ zum Querträger nach hinten schiebt. Der Querträger kann nunmehr problemlos an den A-Säulen und der Klimakasten an der Stirnwand verschraubt werden, ohne daß dabei Verspannungen auftreten.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Cockpitaufbaus mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegebenen.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird dabei der Schlitten von einem auf einem Schraubbolzen ausgebildeten, an den Längskanten des Führungsschlitzes mit geringem Spiel anliegenden Führungsbund gebildet, dessen Abmessung quer zur Schlitzachse kleiner ist als der Bolzenkopf. In der ersten Platte ist eine Durchstecköffnung vorgesehen, durch welche der Bolzenschaft hindurchgeführt ist. Auf dem mit einem Außengewinde versehenen Bolzenschaft ist eine Mutter aufgeschraubt, die sich an der ersten Platte kraftschlüssig abstützt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Platte in einem solchen Abstand von dem Klimakasten befestigt, daß der in dem Zwischenraum zwischen zweiter Platte und Klimakasten sich befindliche Bolzenkopf nahezu spiellos an der zweiten Platte anliegt. Bevorzugt wird dabei der Klimakasten auf seine der zweiten Platte zugekehrten Oberfläche mit in Längsrichtung des Führungsschlitzes sich erstreckenden Längsrippen versehen, von denen sich mindestens eine auf dem Bolzenkopf abstützt. Der lichte Abstand zwischen Klimakasten und zweiter Platte ist gleich der Summe aus Bolzenkopfdicke und Rippenhöhe bemessen, und die axiale Dicke des im Führungsschlitz einliegenden Führungsbundes ist wenig größer gemacht als die Stärke der zweiten Platte. Durch diese konstruktive Maßnahmen stützt sich der Bolzenkopf an einem Gegenlager ab und durch die auf dem Bolzenschaft aufgeschraubte Mutter wird der Führungsbund an der ersten Platte festgespannt. Dadurch bleibt selbst bei hohem Anzugsmoment der Mutter eine ausreichend leichtgängige Relativverschieblichkeit der beiden Platten gewährleistet.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Cockpitaufbaus in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht einer am Klimakasten des Cockpitaufbaus in Fig. 1 befestigten Seitenplatte,

Fig. 3 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 4 gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel.

Der in Fig. 1 schematisch in perspektivischer Darstellung skizzierte Cockpitaufbau für ein Kraftfahrzeug weist einen Querträger 10, einen Heizungs- oder Klimakasten 11 und eine hier nicht dargestellte Instrumententafel auf. Der Querträger 10 ist - wie hier nicht zu sehen ist - auf beiden Stirnseiten mit Schraubstellen versehen, die zur Befestigung des Cockpitaufbaus in der Rohkarosserie des Fahrzeugs mit an den Vorder- oder A-Säulen der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Schraubstellen verbunden werden. Im Einbauzustand liegt der Klimakasten mit seiner vorderen Stirnseite oder Vorderwand an der Stirnwand der Rohkarosserie an, wobei ein im Klimakasten 11 vorhandener Durchbruch deckungsgleich auf einer Öffnung in der Stirnwand der Rohkarosserie liegt. Zur Abdichtung dieser Öffnung wird der Klimakasten 11 mit seiner Vorderwand an der Stirnwand der Rohkarosserie verschraubt. Der Cockpitaufbau wird komplett vormontiert, d. h. der Klimakasten 11 und die Instrumententafel werden mit dem Querträger 10 verbunden. Der komplett vormontierte Cockpitaufbau wird dann durch Roboter in die Rohkarosserie des Fahrzeugs eingesetzt und in den Schraubstellen des Querträgers 10 mit den A-Säulen der Rohkarosserie sowie in den Schraubstellen des Klimakastens 11 mit der Stirnwand der Rohkarosserie verschraubt. Um bei dieser Endmontage Vorspannungen im Cockpitaufbau zu vermeiden, die durch toleranzbedingte Lageabweichung der Schraubstellen an dem Querträger 10 und der Vorderwand des Klimakastens 11 bzw. an den A-Säulen und an der Stirnwand der Rohkarosserie hervorgerufen werden und zu unerwünschtem Knacken bei Heizungsbetrieb führt, ist die Verbindung zwischen Klimakasten 11 und Querträger 10 so ausgestattet, daß sie eine begrenzte Relativverschiebung zwischen Klimakasten 11 und Querträger 10 in Karosserielängsachse zuläßt. Diese Verbindung erfolgt auf beiden Seitenflächen des Klimakastens 11, von denen in Fig. 1 nur die linke Verbindung zu sehen ist. Insofern wird nur die auf der linken Seitenfläche des Klimakastens 11 ausgebildete Verbindung im folgenden beschrieben, wobei zu berücksichtigen ist, daß auf der rechten Seitenfläche des Klimakastens 11 eine gleiche Verbindung spiegelsymmetrisch zur ersten angeordnet ist.

Die Verbindung zwischen Querträger 10 und Klimakasten 11 erfolgt über eine mit dem Querträger 10 starr verbundene erste Platte 12 und eine mit dem Klimakasten 11 starr verbundene zweite Platte 13, die sich parallel zu der ersten Platte erstreckt. Die beiden Platten 12 und 13 sind in Fig. 3 im Längsschnitt und in Fig. 2 in Draufsicht zu sehen, wobei in Fig. 2 die erste Platte 12 nur als Ausschnitt angedeutet ist. In Fig. 3 ist mit 111 die Kastenwand des Klimakastens 11 bezeichnet.

Die zweite Platte 13 weist zwei im Vertikalabstand (Z- Richtung des in Fig. 1 angedeuteten Koordinatensystems) voneinander angeordnete, parallel zueinander ausgerichtete Führungsschlitze 14 auf, in denen jeweils ein an der ersten Platte 12 befestigter Schlitten 15 axial verschieblich geführt ist. Durch diese Schlitten 15 besteht eine relative Verschieblichkeit zwischen der an dem Querträger 10 befestigten ersten Platte 12 und der an dem Klimakasten 11 befestigten zweiten Platte 13 in Richtung der Fahrzeuglängsachse (X-Richtung in dem in Fig. 1 angedeuteten Koordinatensystem). Durch diese Relativverschieblichkeit zwischen Klimakasten 11 und Querträger 10 kann nach Einsetzen des komplett vormontierten Cockpitaufbaus in die Rohkarosserie des Fahrzeugs der Querträger 10 bei Anlage des Klimakastens 11 an der Stirnwand der Rohkarosserie noch in Richtung Stirnwand weiter verschoben werden, bis seine endseitigen Schraubstellen mit denen in den beiden A-Säulen der Rohkarosserie deckungsgleich sind. Nunmehr kann der Querträger 10 mit den A-Säulen problemlos verbunden und ebenso die Vorderwand des Klimakastens 11 an der Stirnwand der Rohkarosserie verschraubt werden. Toleranzen in X- Richtung werden dabei durch die in den Führungsschlitzen 14 verschieblichen Schlitten 15 ausgeglichen, so daß der Cockpitaufbau nicht verspannt werden kann.

Wie in Fig. 3 und besser im vergrößerten Ausschnitt der Fig. 4 zu sehen ist, wird jeder Schlitten 15 von einem auf einem Schraubbolzen 16 ausgebildeten Führungsbund 17 gebildet, der an den Längskanten 141, 142 des Führungsschlitzes 14 mit geringem Spiel anliegt. Die Abmessung des rechteckförmigen Führungsbundes 17 quer zur Schlitzachse ist dabei kleiner bemessen als der an der zweiten Platte 13 anliegende Bolzenkopf 18, der hier quadratisch ausgebildet ist. Der ein Außengewinde 20 tragende Bolzenschaft 19 ist durch eine Durchstecköffnung 21 in der ersten Platte 12 hindurchgeführt, und auf das Schaftende ist eine Mutter 22 aufgeschraubt. Um nach Festziehen der Mutter 22 die Relativverschieblichkeit zwischen den beiden Platten 12, 13 sicherzustellen, ist der im Führungsschlitz 14 einliegende Führungsbund 17 in seiner axialen Dicke wenig größer gemacht als die Plattenstärke der zweiten Platte 13. Dadurch wird beim Festziehen der Mutter 22 nur die erste Platte 12 gegen den Führungsbund 17 gepreßt und nicht auch der Bolzenkopf 18 an die zweite Platte 13 kraftschlüssig angelegt. Das Gegenlager für den Bolzenkopf 18 wird durch zwei Längsrippen 23 gebildet, die auf der Oberseite der Kastenwand 111 des Klimakastens 11 ausgebildet sind und sich parallel zueinander und parallel zur Achse des Führungsschlitzes 14 erstrecken. Der Bolzenkopf 18 wird somit zwischen den Längsrippen 23 und der zweiten Platte 13 nahezu spiellos gehalten, was dadurch sichergestellt ist, daß die zweite Platte 13 mit einem Abstand a an dem Klimakasten 11 befestigt ist, der gleich der Summe aus axialer Stärke des Bolzenkopfes 18 und Höhe der Längsrippen 23 ist. Dieser Abstand a ist durch Distanzstücke 24 vorgegeben, die auf jeweils einem Nietbolzen 25 aufgesteckt sind. Durch Umnieten dieser Nietbolzen 25 wird die feste Verbindung zwischen zweiter Platte 13 und Kastenwand 111 des Klimakastens 11 hergestellt.

Zum Ausgleich von Vertikaltoleranzen zwischen den Schraubstellen am Querträger 10 und an den A-Säulen der Rohkarosserie kann die Durchstecköffnung 21 in der ersten Platte 12 für den Bolzenschaft 19 des Schraubbolzens 16 als Langloch 26 ausgebildet werden, wie dies in Fig. 2 skizziert ist. Das Langloch 26 erstreckt sich dabei in Z-Richtung des Koordinatensystems in Fig. 1 also quer zur Längsachse der Führungsschlitze 14.

Bei dem in Fig. 5 im Schnitt dargestellten modifizierten Ausführungsbeispiel für die Schlittenverbindung zwischen den beiden Platten 12, 13 sind an den parallelen Längskanten 141, 142 eines jeden Führungsschlitzes 14 in der zweiten Platte 13 zwei Stege 131, 132 rechtwinklig aus der zweiten Platte 13 einstückig ausgebogen, und zwar so, daß ihre Innenflächen bündig mit den Längskanten 141, 142 des Führungsschlitzes 14 sind. Der Bolzenkopf 18 liegt mit seiner Unterseite auf den schmalen Stirnseiten der Stege 131, 132 auf. Durch diese Stege 131, 132 wird eine breitere Führungsfläche für den Schlitten 15 bzw. Führungsbund 17′ im Führungsschlitz 14 der zweiten Platte 13 geschaffen, wodurch ein größeres Gewicht des Klimakastens 11 aufgenommen werden kann. Im weiteren ist die modifizierte Verbindung gemäß Fig. 5 identisch ausgebildet wie zu Fig. 3 und 4 beschrieben, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Claims (9)

1. Cockpitaufbau für Kraftfahrzeuge, der vormontiert und an Vorder- oder A-Säulen und Stirnwand einer Fahrzeugkarosserie befestigt wird, mit einem zu seiner seitlichen Befestigung an den A-Säulen vorbereiteten Querträger und mit einem in der Vormontage mit dem Querträger verbundenen Heizungs- oder Klimakasten, der zur stirnseitigen Befestigung an der Stirnwand vorbereitet ist, sowie mit zwischen Klimakasten und Querträger wirksamen Mitteln zum Ausgleich von Lagetoleranzen des Klimakastens relativ zur Stirnwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel so ausgestaltet sind, daß sie eine begrenzte Relativverschiebung zwischen Klimakasten (11) und Querträger (10) in Karosserielängsachse (X-Richtung) zulassen und hierzu eine mit dem Querträger (10) starr verbundene erste Platte (12), eine mit dem Klimakasten (11) starr verbundene, parallel zur ersten Platte (12) sich erstreckende zweite Platte (13) mit mindestens einem in Karosserielängsachse (X- Richtung) sich erstreckenden Führungsschlitz (14) und mindestens einen an der ersten Platte (12) befestigten Schlitten (15) umfaßt, der im Führungsschlitz (14) unklemmbar axial verschieblich geführt ist.

2. Cockpitaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß der Schlitten (15) von einem auf einem Schraubbolzen (16) ausgebildeten, an den Längskanten (141, 142) des Führungsschlitzes (14) mit geringem Spiel anliegenden Führungsbund (17) gebildet ist, dessen Abmessung quer zur Schlitzachse kleiner ist als der Bolzenkopf (18), daß in der ersten Platte (12) eine Durchstecköffnung (21) vorgesehen ist, durch welche der Bolzenschaft (19) des Schraubbolzens (16) hindurchgeführt ist, und daß auf dem Außengewinde (20) des Bolzenschaftes (19) eine Mutter (22) aufgeschraubt ist, die sich an der ersten Platte (12) abstützt.

3. Cockpitaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbund (15) rechteckförmig ausgebildet ist.

4. Cockpitaufbau nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte (13) mit einem solchen Abstand (a) an dem Klimakasten (11) befestigt, vorzugsweise vernietet, ist, daß der in dem Zwischenraum zwischen zweiter Platte (13) und Klimakasten (11) einliegende Bolzenkopf (18) des Schraubbolzens (16) nahezu spiellos an der zweiten Platte (13) anliegt.

5. Cockpitaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klimakasten (11) auf seiner der zweiten Platte (13) zugekehrten Oberfläche sich in Längsrichtung des Führungsschlitzes (14) erstreckende Längsrippen (23) aufweist, von denen sich mindestens eine auf dem Bolzenkopf (18) des Schraubbolzens (16) abstützt, und daß der lichte Abstand (a) zwischen Klimakasten (11) und zweiter Platte (13) gleich der Summe aus Bolzenkopfdicke und Rippenhöhe bemessen ist.

6. Cockpitaufbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite des Führungsbundes (17) wenig größer bemessen ist als die Stärke der zweiten Platte (13).

7. Cockpitaufbau nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß längs den parallelen Längskanten (141, 142) des mindestens einen Führungsschlitzes (14) in der zweiten Platte (13) Stege (131,132) von der zweiten Platte (13) rechtwinklig abstehen, deren Innenflächen bündig mit den Längskanten (141, 142) des Führungsschlitzes (14) sind, und daß der Bolzenkopf (18) des Schraubbolzens (16) auf den Stegen (131, 132) aufliegt und der Führungsbund (17′) an den Innenflächen der Stege (131, 132) mit geringem Spiel anliegt.

9. Cockpitaufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (131, 132) einstückig mit der zweiten Platte (13) und aus dieser ausgebogen sind.

10. Cockpitaufbau nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Durchstecköffnung (21) in der ersten Platte (12) als Langloch (26) ausgebildet ist, das quer zum Führungsschlitz (14) in der zweiten Platte (13) ausgerichtet ist.