DE10152478B4 - Roof frame structure on motor vehicles - Google Patents

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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.Roof frame structure of motor vehicles with oppositely arranged roof side members and a front and rear roof cross member and a roof element fastened to the same, characterized in that both the roof side members (4, 5) and the roof cross member (6, 7) forming a closed and circumferential profile ring, as Hollow sections are designed with an upwardly open contour cut (8), wherein the roof element (9) with downwardly angled edge webs (10) in the contour cut (8) of the roof longitudinal and roof cross member (4, 5, 6, 7) penetrates and with the same, forming a further closed and circumferential profile ring, on the one hand in the region of the contour cuts (8) of the roof longitudinal and roof cross members (4, 5, 6, 7) by means of the edge webs (10) and on the other on the inside contour portions (13) Dachlängs- and roof cross member (4, 5, 6, 7) supporting, is attached.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roof frame structure on motor vehicles according to the preamble of claim 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.From the DE 38 10 268 C2 It is known to form Dachlängs- and cross beams as hollow sections. On the roof frame formed, the roof element is then screwed.

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.Furthermore, from the DE 197 09 016 A1 a roof frame of the type mentioned above, wherein the roof element is glued substantially on the roof frame.

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.Likewise it is from the DE 199 39 978 A1 known to fix an inwardly facing roof element carrier fixed to a manufactured as a hollow profile roof frame. Subsequently, the roof element is placed on the roof element carrier and firmly connected with this.

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.Finally, out of the JP 07-251757 AA a roof frame in which a roof element in the edge region has a vertical surface, which is followed by an L-shaped inwardly parked sealing surface, which in turn deposited on a likewise inwardly facing L-shaped flange of a roof frame and connected to the same by spot welding ,

All den vorstehenden Dachrahmenstrukturen ist gemein, dass sie eine zu geringe Steifigkeit, insbesondere bei Verwendung von Leichtbauteilen aus Leichtmetallen, Kunststoffen und/oder Verbundwerkstoffen aufweisen.All the above roof frame structures have in common that they have too low a stiffness, especially when using lightweight components made of light metals, plastics and / or composite materials.

Hier setzt nachfolgend beschriebene Erfindung an.Here sets forth invention described below.

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.The object of the invention is to provide a roof frame structure, which on the one hand meets the demand for increased static and dynamic rigidity of the vehicle body, on the other hand, even after maximum occupant protection in the event of a crash.

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.According to the invention the object is achieved in conjunction with the features in the preamble of claim 1, characterized in that both the roof rails of the roof frame structure and the roof cross member, forming a closed and circumferential profile ring, are designed as hollow profiles with an upwardly open contour cut, the roof element with down angled edge webs penetrates into the contour cut of the roof longitudinal and roof cross member and with the same, forming a further closed and circumferential profile ring, on the one hand in the contour cuts of the roof longitudinal and roof cross member by means of the edge webs and on the other on the inside contour sections Dachlängs- and Roof cross member is supported, fixed.

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.In one embodiment of the invention, at least one further roof cross member is arranged between the front and rear roof cross member, connecting the roof side members together and dividing the roof surface into fields, on which the roof element, also supporting, is attached.

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.As according to the invention, it is further considered that the roof cross member dividing the roof surface into fields is designed as a closed hollow profile with one or more profile cross sections arranged parallel to one another.

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.Furthermore, it is considered as according to the invention that the roof element in the region of the contour cuts of the roof rails and the front and rear roof cross member by a weld and / or bonding is connected to the same and on the inside contour sections of the roof longitudinal and roof cross member and on the roof surface in Field dividing roof cross member is attached by gluing.

Eine weitere Maßnahme sieht vor, dass die Verklebungen umlaufend und geschlossen sind. Der Klebstoff der Verklebungen kann ein dauerelastischer oder ein expandierender Kunststoffschaum sein.Another measure provides that the bonds are circumferential and closed. The adhesive of the bonds can be a permanently elastic or an expanding plastic foam.

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.As an essential advantage of the invention it is seen that the entire roof frame area is designed to be extremely bending and torsionally rigid due to its closed profiling and chamber formation and thus contributes significantly to the rigidity and strength increase of the overall body.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 die Draufsicht auf die Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs, 1 the top view of the roof frame structure of a motor vehicle,

2 den Schnitt I-I nach 1, 2 the section II after 1 .

3 eine perspektivische Ansicht der Dachrahmenstruktur. 3 a perspective view of the roof frame structure.

1 zeigt im Wesentlichen die Seitenteile 1; 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie, auf denen die Dachrahmenstruktur 3 abgelegt und befestigt ist. 1 essentially shows the side parts 1 ; 2 a motor vehicle body on which the roof frame structure 3 stored and attached.

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.The roof frame structure 3 includes the known per se and opposite arranged roof rails 4 and 5 and a front and a rear, the roof rails 4 ; 5 connecting roof cross member 6 and 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).According to 2 are the roof rails 4 ; 5 , in this case on the roof rail 4 shown closer, designed as closed hollow sections, which in turn each with an upwardly open contour cut 8th are provided. The roof cross members have a comparable design 6 and 7 (not shown in detail).

Die Dachlängsträger 4; 5 bilden demgemäß gemeinsam mit den Dachquerträgern 6; 7 einen sogenannten geschlossenen und umlaufenden Profilring.The roof rails 4 ; 5 accordingly form together with the roof cross beams 6 ; 7 a so-called closed and circumferential profile ring.

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.A roof element 9 , which may consist of steel or light metal sheet or plastic, has downwardly angled edge webs 10 in the contour cuts 8th the roof longitudinal and roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 penetrate and present by means of an additional inward-pointing angling 11 on the ground 12 the contour cuts 8th support.

Des Weiteren stützt sich das Dachelement 9 auf innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 ab.Furthermore, the roof element is supported 9 on inside contour sections 13 the roof longitudinal and roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 from.

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.The roof element 9 is according to the invention on the one hand in the region of the said contour incisions 13 the roof longitudinal and roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 by means of the edge bars 10 and on the other on the inside arranged contour sections 13 the roof longitudinal and roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 connected to the same.

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.The connection between the roof element 9 , respectively the edge bars 10 , and the contour cuts 8th is preferably by a weld 14 and / or bonding (not shown in detail) realized, whereas the connection of the roof element 9 with the inwardly arranged contour sections 13 the roof longitudinal and roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 only by gluing 15 he follows.

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.As a welded joint, for example, offers a closed weld produced by laser welding. Of course, the invention also detects a welded joint according to the spot welding method.

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.For an additional or sole adhesive bond per se known permanently elastic adhesives are considered to be suitable, since these no marks on the outer skin of the roof element 9 produce. However, expanding plastic foam is also considered suitable if it has comparable material properties as said permanently elastic adhesive.

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.By the above measures, a circumferentially extending 2-chamber profile is formed with significantly more cross section than in conventional roof frames in the result, resulting in an increased bending and torsional stiffness of the proposed roof frame structure 3 results.

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.In order to increase the bending and torsional stiffness even further, it can acc. the 1 and 3 be displayed between the front and rear roof cross member 6 ; 7 at least one more the side members 4 ; 5 interconnecting and consequently the roof surface in fields 16 ; 17 dividing roof cross member 18 to arrange, with the roof element 9 also on this roof cross member 18 supported and by means of a bond 19 is connected to the same. Here too, a permanently elastic adhesive is particularly suitable.

Dieser zusätzliche Dachquerträger 18 ist in der bevorzugten Ausführungsform als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet (3).This additional roof cross member 18 is formed in the preferred embodiment as a closed hollow profile with one or more profile cross-sections arranged parallel to each other ( 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.In the context of extensive experiments was also found that with respect to achieving maximum bending and torsional rigidity of the roof frame structure 3 by means of closed and circumferential bonds 15 ; 19 the best results are recorded.

Claims (8)

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.Roof frame structure on motor vehicles with oppositely arranged roof longitudinal members and a front and rear roof cross member and a roof element fastened to the same, characterized in that both the roof longitudinal members ( 4 . 5 ) as well as the roof crossbeams ( 6 . 7 ), forming a closed and circumferential profile ring, as hollow profiles with an upwardly open contour cut ( 8th ) are executed, wherein the roof element ( 9 ) with downwardly angled edge webs ( 10 ) in the contour cut ( 8th ) the roof longitudinal and roof cross member ( 4 . 5 ; 6 . 7 ) penetrates and with the same, forming another closed and circumferential profile ring, on the one hand in the region of the contours incisions ( 8th ) the roof longitudinal and roof cross member ( 4 . 5 ; 6 . 7 ) by means of the edge webs ( 10 ) and on the other on internally arranged contour sections ( 13 ) the roof longitudinal and roof cross member ( 4 . 5 ; 6 . 7 ) is supported, fixed. 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. Roof frame structure according to claim 1, characterized in that between the front and rear roof cross member ( 4 . 5 ), the roof rails ( 6 . 7 ) and the roof surface into fields ( 16 . 17 ), at least one further roof cross member ( 18 ) is arranged, on which the roof element ( 9 ), also supporting, is attached. 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.Roof frame structure according to claim 2, characterized in that the roof surface in fields ( 16 . 17 ) dividing roof crossmember ( 18 ) is designed as a closed hollow profile with one or more profile cross-sections arranged parallel to one another. 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.Roof frame structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the roof element ( 9 ) in the area of the contours incisions ( 8th ) of the roof rails ( 4 . 5 ) and the front and rear roof cross member ( 6 . 7 ) by a weld ( 14 ) and / or a bond is connected to the same. 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.Roof frame structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the roof element ( 9 ) on the inside contour sections ( 13 ) the roof longitudinal and roof cross member ( 4 . 5 ; 6 . 7 ) and on the roof surface in fields ( 16 . 17 ) dividing roof crossmember ( 18 ) by gluing ( 15 . 19 ) is attached. Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklebungen (15, 19) umlaufend und geschlossen sind.Roof frame structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bonds ( 15 . 19 ) are circumferential and closed. Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Verklebungen (15, 19) ein dauerelastischer Klebstoff ist.Roof frame structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adhesive of the bonds ( 15 . 19 ) is a permanently elastic adhesive. Dachrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Verklebungen (15, 19) ein expandierender Kunststoffschaum ist.Roof frame structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adhesive of the bonds ( 15 . 19 ) is an expanding plastic foam.
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