DE19606779A1 - Verfahren zur Montage und Farbgebung von Kraftfahrzeugen mit selbsttragender Karosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage und Farbgebung von Kraftfahrzeugen mit selbsttragender Karosserie.

Allgemein übliche Praxis ist es, daß einen Fahrzeugrahmen bildende Karosserien von Kraftfahrzeugen vollständig vor­ gefertigt werden, wobei hier diverse Teile miteinander zu verschweißen sind. Im Anschluß daran werden Maßnahmen des Korrosionsschutzes durchgeführt, und eine Lackierung der fertigen Karosserie wird vorgenommen, was äußerst aufwen­ dige Anlagen voraussetzt.

Die derart vorbereiteten Karosserien werden dann mit al­ len weiteren notwendigen Fahrzeugkomponenten bestückt. Vor dieser Endmontage der Fahrzeuge werden unter Umstän­ den Hauben und Türen wieder von der jeweiligen Karosserie abgenommen, um eine bessere Zugänglichkeit zum Inneren der Karosserie zu erreichen. Bei der Montage sind diverse Arbeiten an schwer zugänglichen Stellen durchzuführen. Um diese Arbeiten zu vereinfachen, wurden bereits viele Mo­ dule entwickelt, die vorgefertigt in der Karosserie zu positionieren sind. Beispielhaft sei hier ein Cockpitmo­ dul oder ein Motor-Fahrwerks-Antriebsstrang-Modul ge­ nannt, welches bei der sogenannten "Hochzeit" mit der Ka­ rosserie vereinigt wird.

Ein Beispiel für ein Montageverfahren mit sehr weit ent­ wickelter Modultechnik ist durch den Inhalt der EP-PS 0 512 576 gegeben. Hier ist die Fahrzeugkarosserie in einen unteren und einen oberen Bestandteil untergliedert wor­ den, wobei diese Karosseriebestandteile nicht bereits in einer frühen Montagephase miteinander verbunden werden. Vor diesem Verbindungsvorgang werden die lackierten Ka­ rosseriebestandteile mit weiteren Fahrzeugkomponenten be­ stückt, um die genannten Vorteile der Modultechnik zu er­ reichen. Bei der Lackierung selbst werden keine Vereinfa­ chungen erreicht. Sehr aufwendige große Gestelle nehmen die zu lackierenden, mit Hauben und Türen bestückten Ka­ rosseriebestandteile auf, um sie der Lackieranlage zuzu­ führen. Insgesamt besteht auch hier nach der Karosserie­ verbindung noch sehr viel Arbeitsaufwand, wobei viele Ar­ beiten an schwer zugänglichen Stellen auszuführen sind. All diese Arbeiten konzentrieren sich auf einen sehr en­ gen Montageraum, so daß ein relativ langes Montageband erforderlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Fahrzeug­ montage und Farbgebung zu schaffen, welches eine maximale Flexibilität bei der Gestaltung der Montagevorgänge er­ möglicht, geringe Investitionen für Montage- und Farbge­ bungsanlagen erfordert und somit eine kostenoptimierte Fahrzeugherstellung zuläßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das erfindungsge­ mäße Verfahren durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aus. Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 5.

Eine selbsttragende Karosserie eines Kraftfahrzeugs wird nicht mehr, wie bekannt, komplett oder in zwei großen Einheiten vorgefertigt, sondern das gesamte Kraftfahrzeug einschließlich der Karosserie wird als Vielzahl von Modu­ len komplett vorgefertigt. Dies kann an unterschiedlichen Montagelinien einen Ortes oder an verschiedenen Orten er­ folgen. Auch die Karosserie wird modular vorgefertigt, wobei die Einzelmodule vergleichsweise klein und gut handhabbar sowie von allen Seiten zugänglich, getrennt voneinander rostschutzbehandelt, lackiert (wenn erforder­ lich) und mit allen notwendigen Ausstattungsmerkmalen be­ stückt werden. Auch alle weiteren Bestandteile des Kraft­ fahrzeugs werden, wie teilweise bekannt, modular vorge­ fertigt. Es werden also beispielsweise Sitz- oder Sitz­ gruppenmodule, Cockpitmodule, Front- und Heckmodule, Mo­ tor-Fahrwerks-Antriebsstrang-Module zusammengestellt und unabhängig voneinander montiert. Die exakte Zusammenstel­ lung der Module ordnet sich spezifischen Kriterien unter, die von jeweils bestehenden konkreten Umständen (Fahr­ zeugtyp; vorhandene Werksanlagen; Bedingungen bei Zulie­ ferbetrieben . . . ) abhängen. Ein besonders zu beachtendes Kriterium ist es, immer die maximale Zugänglichkeit für Folgeoperationen zu gewährleisten. Dies steht in unmit­ telbarem Zusammenhang mit dem Ziel, die Investitionen für Montage- und Lackieranlagen und damit als auch die Pro­ duktkosten entscheidend zu minimieren.

Die komplett vorgefertigten, also lackierten und ausge­ statteten Module, werden in einer wiederum optimierten Reihenfolge zusammengefügt, wobei ausschließlich Verbin­ dungen zwischen den Modulen herzustellen sind. Arbeiten an den einzelnen Modulen sollen bereits im Vorfeld abge­ schlossen, also bei der Modul-Endmontage nicht mehr durchzuführen sein. Dies macht es erforderlich, daß übli­ cherweise modulübergreifende Fahrzeugbestandteile, wie beispielsweise ein Kabelbaum der elektrischen Anlage oder Innenverkleidungen, in einer den Modulen angepaßten Weise zerlegt werden. Somit ist auch die elektrische Anlage des Fahrzeugs modular zu gestalten und im Zusammenhang mit den Einzelmodulen vorzufertigen. Bei der Modul-Endmontage werden nur noch Kabelverbindungen hergestellt, die zur Kommunikation und Leistungsübertragung zwischen Bestand­ teilen verschiedener Module erforderlich sind. Ein spezi­ eller Weg hierfür ist in der DE-OS . . . (Patentanmeldung 195 47 403.1) aufgezeigt. In vergleichbarer Weise können auch modulübergreifende mechanische, hydraulische oder pneumatische Übertragungsmittel der Modulgestaltung ange­ paßt und mit Verbindungsmitteln ausgestattet werden.

Die komplette Ausstattung des Fahrzeugs wird also mon­ tiert, wenn keine die Montage behindernden Karosserieele­ mente vorhanden sind. Module können mit einem Unterboden des Fahrzeugs montiert werden, bevor Seitenwandmodule an diesem befestigt werden. Die voll ausgestatteten Seiten­ wandmodule (inklusive Gurte, Seitenairbags, elektrische Anlage . . . ) werden erst am Unterboden angesetzt, wenn dort alle Arbeiten abgeschlossen sind.

Eine Lackierung der einzelnen Karosseriemodule kann ent­ sprechend dem jeweiligen Bedarf in kleineren Lackieranla­ gen als üblich und bei wesentlich verbesserter Zugäng­ lichkeit erfolgen. Hierbei ist ein deutlich gegenüber dem Bekannten verringerter Investitionsaufwand erforderlich und die Produktqualität kann verbessert werden.

Um Lack- und Ausstattungsschäden zu vermeiden, wird die Modul-Endmontage ohne Nutzung von Schweißverfahren durch­ geführt. Diverse andere Verbindungstechniken wie Rast-, Schraub-, Niet-, Klebe-, Klemm- oder Clinsch-Verbindungen stehen dem Fachmann bei der Konstruktion der dem Verfah­ ren angepaßten Module zur Verfügung.

Die Endmontage eines solchen Fahrzeugs kann mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens unter fertigungsoptimierten Be­ dingungen in sehr kurzer Zeit auf vergleichsweise gerin­ ger Montagefläche erfolgen, wobei der Investitionsaufwand für Montage- und Lackieranlagen gering ist. Die Module können in räumlicher Nähe zum Ort der Endmontage, aber auch anderenorts bei Zulieferbetrieben vormontiert und lackiert werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kurz anhand einer Figur beschrieben, welche schematisch Fahrzeugmodule zeigt, die optimiert vor- und endzumontie­ ren sind.

Als Karosseriemodule werden an unterschiedlichen Montage­ linien vorgefertigt:

• - Ein Unterbodenmodul 1 (Plattform), welches aus di­ versen miteinander verschweißten Einzelteilen be­ steht, fertig rostschutzbehandelt ist und mit Ele­ menten der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeugs, Sitzführungen, Gurtschlössern für die vorderen Si­ cherheitsgurte, Fußmatten . . . ausgestattet ist,
• - zwei Seitenwandmodule 2, 3, welche nach Schweißar­ beiten fertig lackiert und ausgerüstet (Gurte, Sei­ tenairbags, elektrische Anlage . . . ) sind,
• - ein Dachmodul 4, welches ebenfalls lackiert und aus­ gestattet (Handgriffe, ggf. Schiebedach, elektrische Anlage - z. B. Innenbeleuchtung, Antenne, Schiebe­ dachantriebe) ist,
• - ein Frontmodul 5, gegebenenfalls mit einem Karosse­ riequerträger und mit Stoßfänger, Kühlergrill und vornehmlich mit Elementen einer Lichtanlage des Fahrzeugs,
• - ein Heckmodul (6) mit Stoßfänger, Rücklichtern, Schloßelementen . . . ,

sowie als nichttragende Module:

• - eine lackierte Motorhaube 7 mit Scharnieren, Ver­ schlüssen, Schalldämmaterial, Düsen der Scheiben­ waschanlage,
• - eine Heckklappe 8 mit Scharnieren und Verschlüssen, Heckscheibenheizung gegebenenfalls Heckscheibenwi­ scher,
• - Türen 9 bis 12, die ebenfalls lackiert sind und die neben Scheiben, Spiegeln, Verschlüssen, Innenver­ kleidung und sonstigen Standardelementen die gesamte vom Kunden gewünschte Ausstattung aufweisen, die vornehmlich zur elektrischen Anlage gehört.

Eine Windschutzscheibe 13 kann separat angeliefert wer­ den, aber auch Bestandteil eines Moduls (beispielsweise des Dachmoduls 4) sein oder in Form eines Windschutz­ scheibenmoduls mit Elementen eines Scheibenrahmens und Scheibenwischern vorgesehen werden.

Weitere Module, die das Kraftfahrzeug vervollständigen, sind vorgesehen. Dies sind Sitzmodule 14, 15, 16, wie sie auch heute schon teilweise vorgefertigt werden. Sie ent­ halten alle Komponenten zur Sitzverstellung, Sitzheizung und zur Erreichung der Insassensicherheit. Ein Cockpitmo­ dul 17 mit diversen Bauelementen und Baugruppen (wie es ebenfalls heute schon bekannt ist) wird von einem Zulie­ ferbetrieb oder einer Cockpit-Montagelinie zugeliefert. Des weiteren ist ein ebenfalls an sich bekanntes Motor- Fahrwerks-Antriebsstrang-Modul 18 aufgezeigt. Alle Module 1 bis 18 sind im Hinblick auf eine Optimierung der End­ montage gestaltet. An den Modulen 1 bis 18 sind keine Ausstattungsarbeiten mehr durchzuführen. Alle Rostschutz- und Farbgebungsarbeiten sind nach Fertigstellung der Mo­ dule 1 bis 18 abgeschlossen. Diese Arbeiten sind bedarfs­ gerecht mit Hilfe von Anlagen ausführbar, für die ein ge­ ringerer Investitionsaufwand als bei bekannten Verfahren erforderlich ist.

Das Verfahren der Endmontage des Kraftfahrzeugs kann jetzt unter optimierten Bedingungen stattfinden. Die Op­ timierung zeigt sich besonders deutlich bei Betrachtung von Zeiteinsparungen, die sich aus guter Zugänglichkeit bei Montagearbeiten ergeben und bei geistiger Vergegen­ wärtigung einer sehr kurzen Endmontagelinie, die einen geringen Investitionsaufwand erforderlich macht.

Beispielsweise kann eine Fahrzeug-Endmontage in der fol­ genden Reihenfolge vorgenommen werden:

• a) Verbindung Unterbodenmodul 1 mit Motor-Fahrwerks-An­ triebsstrang-Modul 18 durch senkrechte Verschraubun­ gen bei optimaler Zugänglichkeit von oben;
• b) Verbindung des Cockpitmoduls 17 mit einer Trennwand (zwischen Fahrgastraum und Motorraum) des Unterbo­ denmoduls 1;
• c) Aufsetzen der Sitzmodule 14 bis 16 auf das Unterbo­ denmodul 1;
• d) Verbinden der Seitenwandmodule 2, 3 mit dem Unterbo­ denmodul 1 (Kleben, Verrasten, Verschrauben, Vernie­ ten, Verklemmen oder Clinschen) und dem Cockpitmodul 17;
• e) Verbinden des Frontmoduls 5 und des Heckmoduls 6 mit dem Unterbodenmodul 1 und den Seitenwandmodulen 2, 3;
• f) Aufsetzen des Dachmoduls 4 auf die Seitenwandmodule 2, 3;
• g) Verkleben der Windschutzscheibe 13 mit Unterbodenmo­ dul 1, Seitenwandmodulen 2, 3 und Dachmodul 4;
• h) verschwenkbares Verbinden der Türmodule 9 bis 12, der Motorhaube 7 und der Heckklappe 8.

Bei einer derartigen Montagetechnologie ist das Fahrzeug an acht Montagestationen fertigzustellen und kann nach erfolgter Qualitäts- und Funktionskontrolle ausgeliefert werden.

Wesentlich ist, daß keine Schweißverfahren zur Anwendung kommen, die Lackschäden zur Folge haben könnten. Bei je­ der Zusammenfügung zweier oder mehrerer Module werden so­ wohl mechanische Verbindungen geschaffen als auch gegebe­ nenfalls elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Übertragungsmittel gekoppelt. Vorzugsweise weisen die Mo­ dule dazu in Montagerichtung ausgerichtete Kopplungsmit­ tel auf. Beispielsweise ist eine Stecker-Buchsen-Verbin­ dung zwischen Türmodulen 9 bis 12 und den Seitenwänden 2, 3 zu schaffen und eine weitere Stecker-Buchsen-Verbindung ist zwischen den Seitenwandmodulen 2, 3 und dem Cockpit­ modul 17 vorzusehen. Die bei der Endmontage durchzufüh­ renden Arbeiten sind so auf ein Minimum reduzierbar. Un­ ter der Voraussetzung, daß die Montage der Module 1 bis 18 auf qualitativ hohem Niveau erfolgt, sind mit dem be­ schriebenen Montageverfahren Fahrzeuge kostengünstig her­ stellbar. Der Aufwand für eine Produktionsumstellung ist geringer als bei heutigen Montageverfahren.

Claims (7)

1. Verfahren zur Montage und Farbgebung eines Kraft­ fahrzeuges mit selbsttragender Karosserie, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Kraftfahrzeug ein­ schließlich der Karosserie aus einzelnen Modulen (1 bis 18) zusammengesetzt wird, die unabhängig vonein­ ander so vorgefertigt werden, daß sie mit allen Aus­ stattungsmerkmalen voll funktionsfähig und den Er­ fordernissen entsprechend lackiert für eine Endmon­ tage zur Verfügung stehen und daß die Module (1 bis 18) in einer nach annähernd beliebigen spezifischen Kriterien optimierten Montagereihenfolge endmontiert werden, wobei ausschließlich Verbindungen zwischen einzelnen Modulen (1 bis 18) herzustellen, nicht je­ doch Montage- oder sonstige Arbeiten am Modul (1 bis 18) selbst auszuführen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Kraftfahrzeug-Endmontage vornehmlich im Hinblick auf die Kriterien Zugäng­ lichkeit für Folgeoperationen und Investitionsauf­ wand, insbesondere für Montage- und Lackieranlagen optimiert ist, wobei sich eine vorherige Festlegung von Modulbestandteilen und deren technische Gestal­ tung diesen Kriterien unterordnet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Module

• - Unterboden (1) mit oder ohne einem Front- und/oder einem Heckende,
• - Frontmodul (5), falls nicht Bestandteil des Mo­ duls Unterboden (1),
• - Heckmodul (6), falls nicht Bestandteil des Moduls Unterboden (1),
• - Seitenwände (2, 3) und
• - Dach (4)

als spätere Bestandteile eines selbsttragenden Teils der Karosserie vormontiert werden,
Module:

• - Motorhaube (7),
• - Heckhaube oder -klappe (8) und
• - Türen (9 bis 12)

vormontiert werden, um die Karosserie des Kraftfahr­ zeugs zu vervollständigen und eine Rostschutzbehand­ lung und Lackierung von Bestandteilen dieser Module (1 bis 12) individuell und bedarfsgerecht durchge­ führt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle das Kraftfahrzeug seitlich begrenzenden Karosseriemodule (2, 3, 5, 6, 9 bis 12) erst nach Montage aller zur Innenausstattung gehö­ renden Module (14 bis 16, 17) montiert werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Modul-Endmontage Verbin­ dungen zwischen Elementen der selbsttragenden Karos­ serie durch Verrasten, Verschrauben, Vernieten, Kle­ ben, Klemmen oder Clinschen hergestellt werden.