DE10152478B4

DE10152478B4 - Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10152478B4
Application number: DE2001152478
Authority: DE
Inventors: Hilmar Schulze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: DE10152478A1

Abstract

Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen mit gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträgern und einem vorderen und hinteren Dachquerträger sowie einem auf denselben befestigten Dachelement, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Dachlängsträger (4, 5) als auch die Dachquerträger (6, 7), einen geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, als Hohlprofile mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt (8) ausgeführt sind, wobei das Dachelement (9) mit nach unten abgewinkelten Randstegen (10) in den Kontureneinschnitt (8) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) eindringt und mit denselben, einen weiteren geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, zum einen im Bereich der Kontureneinschnitte (8) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) mittels der Randstege (10) und zum anderen auf innen angeordneten Konturenabschnitten (13) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) sich abstützend, befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 38 10 268 C2 ist es bekannt, Dachlängs- und -querträger als Hohlprofile auszubilden. Auf dem gebildeten Dachrahmen wird anschließend das Dachelement verschraubt.
Des Weiteren ist aus der DE 197 09 016 A1 ein Dachrahmen der eingangs genannten Art bekannt, wobei das Dachelement im Wesentlichen auf dem Dachrahmen aufgeklebt ist.
Ebenso ist es aus der DE 199 39 978 A1 bekannt, einen nach innen weisenden Dachelementeträger fest an einem als Hohlprofil gefertigten Dachrahmen zu befestigen. Nachfolgend wird das Dachelement auf dem Dachelementeträger abgelegt und mit diesem fest verbunden.
Schließlich ist aus der JP 07-251757 AA ein Dachrahmen bekannt, bei dem ein Dachelement im Randbereich eine vertikale Fläche aufweist, an welche sich L-förmig eine nach innen abgestellte Dichtfläche anschließt, welche ihrerseits auf einem ebenfalls nach innen weisenden L-förmigen Flansch eines Dachrahmens abgelegt und mit demselben durch Punktschweißung verbunden ist.
All den vorstehenden Dachrahmenstrukturen ist gemein, dass sie eine zu geringe Steifigkeit, insbesondere bei Verwendung von Leichtbauteilen aus Leichtmetallen, Kunststoffen und/oder Verbundwerkstoffen aufweisen.
Hier setzt nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachrahmenstruktur zu schaffen, die zum einen der Forderung nach einer erhöhten statischen und dynamischen Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie, zum anderen aber auch nach maximalem Insassenschutz im Crashfall gerecht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass sowohl die Dachlängsträger der Dachrahmenstruktur als auch die Dachquerträger, einen geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, als Hohlprofile mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt ausgeführt sind, wobei das Dachelement mit nach unten abgewinkelten Randstegen in den Kontureneinschnitt der Dachlängs- und Dachquerträger eindringt und mit denselben, einen weiteren geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, zum einen im Bereich der Kontureneinschnitte der Dachlängs- und Dachquerträger mittels der Randstege und zum anderen auf innen angeordneten Konturenabschnitten der Dachlängs- und Dachquerträger sich abstützend, befestigt ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem vorderen und hinteren Dachquerträger, die Dachlängsträger miteinander verbindend und die Dachfläche in Felder aufteilend, wenigstens ein weiterer Dachquerträger angeordnet, auf dem das Dachelement, sich ebenfalls abstützend, befestigt ist.
Als erfindungsgemäß wird weiter angesehen, dass der die Dachfläche in Felder aufteilende Dachquerträger als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet ist.
Ferner wird als erfindungsgemäß angesehen, dass das Dachelement im Bereich der Kontureneinschnitte der Dachlängsträger und des vorderen und hinteren Dachquerträgers durch eine Schweißung und/oder eine Verklebung mit denselben verbunden ist und auf den innen angeordneten Konturenabschnitten der Dachlängs- und Dachquerträger sowie auf dem die Dachfläche in Felder aufteilenden Dachquerträger durch Verklebung befestigt ist.
Eine weitere Maßnahme sieht vor, dass die Verklebungen umlaufend und geschlossen sind. Der Klebstoff der Verklebungen kann ein dauerelastischer oder ein expandierender Kunststoffschaum sein.
Als wesentlicher Vorteil der Erfindung wird gesehen, dass der gesamte Dachrahmenbereich aufgrund seiner geschlossenen Profilierung und Kammerbildung äußerst biege- und verdrehsteif ausgebildet ist und somit zur Steifigkeits- und Festigkeitserhöhung der Gesamtkarosserie maßgeblich beiträgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
1 die Draufsicht auf die Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs,
2 den Schnitt I-I nach 1,
3 eine perspektivische Ansicht der Dachrahmenstruktur.
1 zeigt im Wesentlichen die Seitenteile 1; 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie, auf denen die Dachrahmenstruktur 3 abgelegt und befestigt ist.
Die Dachrahmenstruktur 3 beinhaltet die an sich bekannten und gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträger 4 und 5 sowie einen vorderen und einen hinteren, die Dachlängsträger 4; 5 miteinander verbindenden Dachquerträger 6 und 7.
Gemäß 2 sind die Dachlängsträger 4; 5, vorliegend am Dachlängsträger 4 näher gezeigt, als geschlossene Hohlprofile ausgeführt, die ihrerseits jeweils mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt 8 versehen sind. Über eine vergleichbare Ausführung verfügen die Dachquerträger 6 und 7 (nicht näher dargestellt).
Die Dachlängsträger 4; 5 bilden demgemäß gemeinsam mit den Dachquerträgern 6; 7 einen sogenannten geschlossenen und umlaufenden Profilring.
Ein Dachelement 9, welches aus Stahl- oder Leichtmetallblech oder auch aus Kunststoff bestehen kann, verfügt über nach unten abgewinkelte Randstege 10, die in die Kontureneinschnitte 8 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 eindringen und sich vorliegend mittels einer zusätzlichen nach innen weisenden Abwinkelung 11 auf dem Boden 12 der Kontureneinschnitte 8 abstützen.
Des Weiteren stützt sich das Dachelement 9 auf innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 ab.
Das Dachelement 9 ist erfindungsgemäß zum einen im Bereich der besagten Kontureneinschnitte 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 vermittels der Randstege 10 und zum anderen auf den innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 mit denselben verbunden.
Die Verbindung zwischen dem Dachelement 9, respektive den Randstegen 10, und den Kontureneinschnitten 8 wird vorzugsweise durch eine Schweißung 14 und/oder Verklebung (nicht näher dargestellt) realisiert, wogegen die Verbindung des Dachelementes 9 mit den nach innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 ausschließlich durch eine Verklebung 15 erfolgt.
Als Schweißverbindung bietet sich beispielsweise eine durch Laserschweißung erzeugte geschlossene Schweißnaht an. Selbstverständlich wird durch die Erfindung auch eine Schweißverbindung nach dem Punktschweißverfahren mit erfaßt.
Für eine zusätzliche oder alleinige Klebeverbindung werden bevorzugt an sich bekannte dauerelastische Klebstoffe als geeignet angesehen, da diese keine Abzeichnungen auf der Außenhaut des Dachelementes 9 erzeugen. Als geeignet wird jedoch auch expandierender Kunststoffschaum angesehen, sofern dieser vergleichbare Materialeigenschaften wie besagter dauerelastischer Klebstoff aufweist.
Durch vorstehende Maßnahmen wird im Ergebnis ein sich umlaufend erstreckendes 2-Kammerprofil mit erheblich mehr Querschnitt als bei herkömmlichen Dachrahmen ausgebildet, woraus eine erhöhte Biege- und Verdrehsteifigkeit der vorgeschlagenen Dachrahmenstruktur 3 resultiert.
Um die Biege- und Verdrehsteifigkeit derselben noch weiter zu erhöhen, kann es gem. den 1 und 3 angezeigt sein, zwischen dem vorderen und hinteren Dachquerträger 6; 7 wenigstens einen weiteren die Längsträger 4; 5 miteinander verbindenden und demzufolge die Dachfläche in Felder 16; 17 aufteilenden Dachquerträger 18 anzuordnen, wobei sich das Dachelement 9 auch auf diesem Dachquerträger 18 abstützt und mittels einer Verklebung 19 mit demselben verbunden ist. Auch hier bietet sich besonders ein dauerelastischer Klebstoff an.
Dieser zusätzliche Dachquerträger 18 ist in der bevorzugten Ausführungsform als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet (3).
Im Rahmen umfangreicher Versuche wurde ferner gefunden, dass bezüglich der Erzielung höchster Biege- und Verdrehsteifigkeit der Dachrahmenstruktur 3 vermittels geschlossener und umlaufender Verklebungen 15; 19 die besten Ergebnisse zu verzeichnen sind.

Claims

Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen mit gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträgern und einem vorderen und hinteren Dachquerträger sowie einem auf denselben befestigten Dachelement, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Dachlängsträger (4, 5) als auch die Dachquerträger (6, 7), einen geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, als Hohlprofile mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt (8) ausgeführt sind, wobei das Dachelement (9) mit nach unten abgewinkelten Randstegen (10) in den Kontureneinschnitt (8) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) eindringt und mit denselben, einen weiteren geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, zum einen im Bereich der Kontureneinschnitte (8) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) mittels der Randstege (10) und zum anderen auf innen angeordneten Konturenabschnitten (13) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) sich abstützend, befestigt ist.
Dachrahmenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem vorderen und hinteren Dachquerträger (4, 5), die Dachlängsträger (6, 7) miteinander verbindend und die Dachfläche in Felder (16, 17) aufteilend, wenigstens ein weiterer Dachquerträger (18) angeordnet ist, auf dem das Dachelement (9), sich ebenfalls abstützend, befestigt ist.
Dachrahmenstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Dachfläche in Felder (16, 17) aufteilende Dachquerträger (18) als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet ist.
Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachelement (9) im Bereich der Kontureneinschnitte (8) der Dachlängsträger (4, 5) und des vorderen und hinteren Dachquerträgers (6, 7) durch eine Schweißung (14) und/oder eine Verklebung mit denselben verbunden ist.
Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachelement (9) auf den innen angeordneten Konturenabschnitten (13) der Dachlängs- und Dachquerträger (4, 5; 6, 7) sowie auf dem die Dachfläche in Felder (16, 17) aufteilenden Dachquerträger (18) durch Verklebung (15, 19) befestigt ist.
Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklebungen (15, 19) umlaufend und geschlossen sind.
Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Verklebungen (15, 19) ein dauerelastischer Klebstoff ist.
Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Verklebungen (15, 19) ein expandierender Kunststoffschaum ist.