Aus der DE 33 42 570 C2 ist ein Verfahren zum Befestigen einer Tür an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei die Karosserien mit Abstand zueinander durch einen Endlosförderer taktweise zur vorbestimmten Stelle herangefördert werden und die mit zwei in unterschiedlichen Ebenen übereinander befestigten Scharnieren versehene Tür durch einen Industrieroboter positionsgerecht zur Scharnierlage herangefördert und befestigt wird. Hierbei wird die Tür raumgelenkig beweglich-schwimmend-gegen die dafür vorgesehene Öffnung bewegt bis ein Tastfinger mit einer dafür vorbestimmten Stelle in Berührungskontakt gelangt. Gleichzeitig mit dem Ertasten der Höhe der Scharniere wird die Winkellage der nach außen gerichteten Seitenwand des betreffenden Scharnierteiles in Bezug auf die Karosserie erkannt und es werden sowohl die Werte für die vertikale Höhenzuordnung der Scharniere als auch die Werte für die Winkellage der Scharniere jeweils an einen Rechner weitergegeben. Mit ein oder mehreren Schweißrobotern werden dann abhängig von den im Rechner gespeicherten Tastwerten die bereits mit der Tür verbundenen Türscharniere an die Karosserie angeschweißt. Bei dieser sogenannten sensorgeführten Robotertechnik können immer wieder Ungenauigkeiten durch die Toleranzen der Sensoren und der Robotertechnik auftreten. Außerdem kann es durch die frühzeitige Befestigung der Tür an der Karosserie zu Behinderungen bei der späteren Montage der Inneneinrichtung des Autos kommen. Es besteht daher häufig der Wunsch, dass zunächst nur die Türscharniere an

den Türsäulen der Karosserie möglichst positionsgenau befestigt werden und dass die Tür erst später, moglichst nach vollständiger Innenmontage, eingesetzt wird.

Ein ahnliches Verfahren ist aus der JP 02-258 485 A bekannt, bei dem ebenfalls die Türöffnungsweite mit einer Vielzahl von Meßtastern und die Lage der Karosserie mit Hilfe von Bilderfassungskameras gemessen, die Meßwerte zentral erfasst und der weitere Einbau der Türscharniere über eine NC-Maschine gesteuert wird.

In der DE 40 11 909 C3 ist eine PKW-Tür beschrieben, die an den Scharnieren spezielle Raumgelenke besitzt, um die Montage und Demontage der Türen zu vereinfachen. Dabei sollen entgegen der oben genannten Montage-philosophie, wonach alle Innenteile durch die bereits angeschweißten oder angeschraubten Türen in das Innere des Autos eingebracht werden müssen, die Türen selbst später montiert werden, indem die fertig lackierten und fertig mit Glas und Hebemechanismus und dergleichen montierten Türen erst nachdem die Karosserie ausgestattet ist, an den Türsäulen befestigt werden. Die Montage mit Hilfe dieser konstruktiv relativ aufwendigen Raumgelenke ist allerdings wegen der genauen Positionierung schwierig und zeitaufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen der Türscharniere an Kfz-Karosserien vorzuschlagen, bei dem ebenfalls die Türen nach der Innenmontage an den Türsäulen befestigt und mit einfacherer Konstruktion und mit weniger Zeitaufwand die Türscharniere positionsgenau befestigt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 7 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 6 sowie 8 bis 10 enthalten sinnvolle ergänzende Ausführungsformen und Verfahrensmerkmale.

Erfindungsgemäß wird taktil, d. h. an jeder Tür, die tatsächliche Türöffnungsweite in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) mit einem mechanisch in X-Richtung wirkenden Taster erfasst. Dieser Taster ist wiederum mechanisch direkt über Hebelgetriebe mit dem Positioniersystem für die Türscharniere verbunden. Abhängig von der erfassten Maßabweichung wird dann in einem vorbestimmten oder einstellbaren Übersetzungsverhältnis von vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 3 automatisch die Maßabweichung in X-Richtung so korrigiert, dass bei später eingebauter Tür zumindest der senkrechte Spalt eine möglichst einheitliche Spaltbreite besitzt. Nach dieser Korrektur werden dann in an sich bekannter Weise die Türscharniere mit den Türsäulen verspannt und daran vorzugsweise verschraubt. Die Erfindung basiert auf einem flexiblen Positioniersystem, wobei durch die Verfahrbarkeit in X-Richtung mit Hilfe eines integrierten Verfahrschlittens die tatsächliche Offnungsweite im Seitenrahmen der Karosserie ertastet und z. B. die Anordnung der sogenannten B-Säulenscharniere zur Befestigung der hinteren Tür entsprechend der Öffnungsweite um die halbe Toleranzabweichung (in Plus-oder Minusrichtung) korrigiert wird. Dadurch wird eine identische Spaltbreite zwischen Vorder-und Hintertür sowie zwischen Hintertür und C-Säule zumindest in dem geforderten Toleranzband garantiert.

Das erfindungsgemäße flexible Positioniersystem kann sowohl mit Robotertechnik als auch manuell eingesetzt werden. Die Türscharniere können manuell in das Positioniersystem eingelegt oder auch automatisch durch das Positioniersystem aus Magazinen abgeholt werden.

Die beiden übereinander angeordneten Türscharniere einer Tür werden zweckmäßigerweise zur Montage von einer gemeinsamen Traverse aufgenommen, welche noch auf einem zusätzlichen Drehpunkt am Positioniersystem und/oder an einem Montagerahmen gelagert ist, damit

die Scharniere an jeder Türsäule in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) spannungsfrei zur Anlage gebracht werden können. Auch diese Bewegung kann sowohl manuell als auch automatisch durchgeführt werden.

Es hat sich darüber hinaus als günstig erwiesen, zum Ausgleich des durch das Gewicht der Tür verursachten Durchhängens der Tür (Door-Sagging) die Türscharniere um einen entsprechenden vorgegebenen Winkel um eine waagerechte Achse entgegengesetzt zu verdrehen und dann an der Türsäule zu befestigen. Dieser Verdrehwinkel wird bestimmt durch einen nach der späteren Montage festgestellten Meßwert, der dann bereits vor der Montage der Türscharniere berücksichtigt wird. Zur Positionierung des Montagerahmens an der Karosserie haben sich integrierte pneumatische, in Y-und Z-Richtung wirkende Ausgleichssysteme bewährt, um Toleranzabweichungen zwischen Montagerahmen, Karosserie und Roboter zu eliminieren.

Das erfindungsgemäße flexible Positioniersystem besteht aus einem Taster zur Erfassung der Türöffnungsweite des Seitenrahmens, der über eine Zahnstange und ein Hebelgetriebe für die Korrektur der gemessenen Toleranzabweichung in X-Richtung sorgt, aus einem durch Roboter betätigbaren Montagerahmen mit integrierten in X-, Y-und Z-Richtung verfahrbaren Schlitten, an dem auch das Positioniersystem in X-Richtung verfahrbar ist und an dem auch Füge-und Spanneinrichtungen zur pneumatischen Anpressung der Türscharniere gegen die Türsäulen und Einrichtungen zur dauerhaften Befestigung der Türscharniere an den Türsäulen durch Verschrauben und/oder Verschweißen angeordnet sind.

Der mechanische Taster kann mit Hilfe einer Feder oder einem insbesondere pneumatisch wirkenden Versetzzylinder in X-Richtung gegen eine Meßstelle der Türöffnung gepresst werden, wobei gleichzeitig

der Versetzzylinder und/oder die Konturaniage über eine Zahnstange auf das Getriebe zur Einstellung des Toleranzausgleiches wirkt.

Auf dem Montagerahmen können erfindungsgemäß zusätzlich Dreheinrichtungen mit Drehpunkten zum Ausgleich des Door-Saggings angeordnet sein.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 5 beispielsweise näher erlautert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht des Montagerahmens mit dem erfindungsgemäßen flexible Positioniersystem, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie C-C von Fig. 1, Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch die B-Säule mit daran befestigtem Türscharnier in vergrößerter Darstellung und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie D-D von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Nach Befestigung der Seitenrahmen 2 an der Karosserie können die Türscharniere 28 an den Türsäulen 4 und 5 befestigt werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere darauf, dass bei einem PKW mit vier oder fünf Türen jeweils zwei übereinander angeordnete Scharniere 28 an der vorderen Türsäule 4 (A-Saule) und an der mittleren Türsäule 5 (B- Säule) befestigt werden. Hierzu wird ein Montagerahmen 32 an einer Anschraubplatte 1 des Roboterarmes eines nicht dargestellten Roboters in X-, Y-und Z-Richtung beweglich befestigt, wobei entsprechende Schlitten sx1 Sy und Sz mit Hilfe von Pneumatikzylindern Px, Py und Pz bewegt werden können. Der Montagerahmen 32 wird an dem Seitenrahmen 2 an drei Punkten zur Anlage gebracht und zwar oben an

der Dachrahmenanlage 9 und dem Shimswinkel 10 und unten an dem Anlagestück 11. Die Türscharniere 28 werden von am Montagerahmen 32 beweglich befestigten Greifern 33 und durch in Y-und X-Richtung verlaufende Scharnieraufnahmen 7 und 8 während der Montage gehalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht insbesondere aus dem in X- Richtung wirkenden Taster 3, der durch den Versetzzylinder 17 mit seiner Konturaniage 25 im Bereich der C-Säule 6 gegen die Türöffnung gepresst wird. Der Versetzzylinder 17 ist mit einer Zahnstange 16 verbunden, die in einer in X-Richtung sich erstreckenden Linearführung 18 beweglich angeordnet ist. Die Zahnstange 16 wirkt direkt mit einem Getriebe 19 zur Einstellung des Toleranzausgleiches zusammen. In den Figuren 1 und 2 ist das erfindungsgemäße Positioniersystem für die Einstellung bei der Montage der Türscharniere 28 für die hintere Seitentür dargestellt. Das Getriebe 19 besitzt hierfür eine Übersetzung 1 : 2, sodass der Führungsrahmen 20 gemeinsam mit dem Fügerahmen 21 für das Scharnier, der Traverse 22 und der Spannerkonsole 23 automatisch um die halbe an der Konturanlage 25 gemessene Toleranzabweichung in X- Richtung verschoben wird. Dadurch wird erfindungsgemäß für die später eingebauten Türen die gleiche Spaltbreite im Bereich zwischen C-Säule 6 und Hintertür sowie zwischen den beiden Türen im Bereich der B-Säule 5 erreicht. Durch eine entsprechende starre Verbindung über den Montagerahmen 32 können auch die Türscharniere an der A-Säule 4 wunschgemäß positioniert werden. Alternativ können aber auch zur Positionierung der Türscharniere 28 an der A-Säule 4 im Bereich der vorderen Türe zwischen A-Säule 4 und B-Säule 5 die erfindungsgemäßen Einrichtungen 3,16 bis 25 angebracht sein. Neben den beschriebenen Einrichtungen zur lagegenauen Positionierung in X-Richtung sind an dem Montagerahmen 32 auch Einrichtungen zum Ausgleich des bei der späteren Montage der Türen auftretenden Durchhängens der Türen aufgrund des Eigengewichtes (Door-Sagging) vorgesehen. Hierzu ist

jeweils eine Drehplatte 12 bzw. ein Pendelrahmen 15 um den Drehpunkt 26 zum Ausgleich des Door-Saggings drehbeweglich am Montagerahmen 32 befestigt. In der Darstellung nach den Figuren 1 und 2 können hierdurch die Türscharniere 28 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen vorgegebenen Winkel gedreht werden, sodass nach der späteren Türmontage ober-und unterhalb der Türen der gewünschte gleiche Abstand auch unter Berücksichtigung des Eigengewichtes der Türen erreicht wird. Auf diese Weise kann auf größere Einstellarbeiten nach der Montage der Türen verzichtet werden.

Für die Positionierung des Montagerahmens 32 an der Karosserie sind pneumatische Ausgleichssysteme in Y-und Z-Richtung integriert, um Toleranzanhäufungen zwischen Montagerahmen 32, Karosserie und Roboter zu eliminieren. Verwiesen wird hierzu auf die Führungen 13 und 14 für den Z-und Y-Ausgleich. Wie aus Fig. 5 im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, kann die Befestigung des Montagerahmens 32 an der Anschraubplatte 1 des Roboterarmes über eine sphärische Lagerung 29, einen Pendelrahmen 30 und eine Gummifeder 31 erfolgen.

Nach der erfindungsgemäßen Positionierung können die Türscharniere 28 unter anderem mit Hilfe des Verfahrzylinders 24 und nach Fig. 4 über den Scharnierspanner 27 in ihre Position an der Türsäule 5 gebracht und pneumatisch oder durch Elektroschrauber 34 damit verschraubt werden.

Die Schrauber können sowohl auf dem Montagerahmen 32 als auch starr vor der entsprechenden Schraubstelle montiert sein. Die Schraubenzuführung wird dann entsprechend ausgeführt.

Bezugszeichenliste : 1 Anschraubplatte des Roboterarmes 2 Seitenrahmen 3 Taster 4 Türsäule, A-Säule 5 Türsäule, B-Säule 6 Türsäule, C-Säule 7 Scharnieraufnahme in Y-Richtung 8 Scharnieraufnahme in X-Richtung 9 Dachrahmenanlage 10 Shimswinkel 11 Anlagestück in Y-Richtung 12 Drehplatte für Door-Sagging 13 Führung für Z-Ausgleich 14 Führung für Y-Ausgleich 15 Pendelrahmen mit Drehpunkt 26 16 Zahnstange 17 Versetzzylinder 1 8 Linearführung 19 Getriebe zur Einstellung des Toleranzausgleiches 20 Führungsrahmen 21 Fügerahmen für Scharnier 22 Traverse 23 Spannerkonsole 24 Verfahrzylinder 25 Konturanlage an 2 26 Drehpunkt für Door-Sagging 27 Scharnierspanner 28 Türscharnier

29 Sphärische Lagerung 30 Pendelrahmen zur Einstellung in Y-Richtung 31 Gummifeder 32 Montagerahmen 33 Greifer für 28 34 Elektroschrauber Sx, syl Sz Schlitten an 32 zur Verfahrbarkeit in X-, Y-, Z-Richtung PX, Py, Pz Pneumatikzylinder zur Bewegung von Sx, Sx, SZ