DE102004029737C5

DE102004029737C5 - Rollgeformter Dachspriegel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102004029737C5
Application number: DE200410029737
Authority: DE
Inventors: Michael Bach; Franz-Josef RINGEL; Axel Wendorf
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-06-19
Filing date: 2004-06-19
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2024-06-20
Also published as: DE102004029737A1; DE102004029737B4

Abstract

Dachspriegel (1) für ein Kraftfahrzeug, bei dem der Dachspriegel (1) mittels Rollformung und im wesentlichen als ein in einer Querrichtung des Dachspriegels (1) geschlossenes Profil ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Dachspriegel (1) entlang einer zur Befestigung an der Kraftfahrzeugdachhaut ausgebildeten Fläche Klebesicken (5) aufweist, welche in Längsrichtung des Dachspriegels (1) betrachtet zumindest an einem Ende offen sind, indem sie sich zu Öffnungen (7) hin öffnen, die in der zur Befestigung an der Kraftfahrzeugdachhaut ausgebildeten Fläche des Dachspriegels (1) ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dachspriegel für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der WO 99/15390 A1 bekannt geworden ist, sowie Verfahren zum Herstellen solch eines Dachspriegels.
Aus der Praxis sind Dachspriegel bekannt, die unterhalb der Dachhaut eines Kraftfahrzeugs längs oder quer zur Fahrzeugrichtung verlaufen und beispielsweise gegen die A-, B- und/oder C-Säulen abgestützt sind. Auf diesen Dachspriegeln wiederum ruht die Dachhaut des Fahrzeugs, welche das Fahrzeugdach ausbildet.
Herkömmliche Dachspriegel werden bislang bspw. mittels Tiefziehen oder Pressen von zuvor entsprechend zugeschnittenen Blechen hergestellt. Beim Tiefziehen oder Pressen oder einer entsprechenden, alternativ angewandten Umformtechnik wird das Rohblech als Ausgangsmaterial für den Dachspriegel zugleich entsprechend einer durch die äußere Gestalt des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugdachs vorgegebene Wölbung gewölbt. Die gegebenenfalls über die gesamte Dachhaut des Kraftfahrzeugs variierende Dachwölbung bedingt somit, dass bei der Verwendung von zwei, drei oder mehr Dachspriegeln ein jeder dieser Dachspriegel eine andere Wölbung aufweist.
Aus Fertigungs- bzw. Verfahrensgründen wird diese Wölbung in der Regel bereits beim Vorgang des Tiefziehens oder Pressens berücksichtigt. Dies bedingt jedoch, dass Dachspriegel, welche sich hinsichtlich ihrer späteren Anordnung am bzw. im Fahrzeugdach und somit hinsichtlich ihrer eigenen Wölbung voneinander unterscheiden, auf verschiedenen Tiefzieh- bzw. Presswerkzeugen hergestellt werden müssen. Somit werden zur Herstellung eines Fahrzeugs, dessen Fahrzeugdach durch bspw. drei Dachspriegel gestützt wird, drei unterschiedliche Umformwerkzeuge zur Herstellung der entsprechenden Dachspriegel benötigt. Dies ist jedoch von Nachteil, da der Einsatz einer Mehrzahl an Umformwerkzeugen hohe Fertigungskosten und die Herstellung des Fahrzeugdachs bzw. Fahrzeugs somit einen hohen Herstellaufwand verursacht.
Die DE 19903724 A1 offenbart ein Gerippe für einen Großraumwagen, bei dem die den Dachspriegel bildenden Profile als Rollprofile ausgebildet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Dachspriegel anzugeben, der derart ausgebildet ist, dass eine daran zu befestigende Dachhaut infolge des Befestigens an dem Dachspriegel keine unerwünschten Verformungen oder Wölbungen erfährt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Dachspriegel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Dachspriegels sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Dachspriegels für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Klebesicken während der Rollformung in den Dachspriegel eingerollt werden.
Das Rollformen zählt zu den umformenden Verfahren und eignet sich insbesondere zum Umformen von Blechen. Der Querschnitt eines Blechs wird beim Rollformen beispielsweise mehrstufig fortschreitend durch hintereinander auf Walzgerüsten angeordnete, angetriebene Profilrollenpaare geformt bzw. umgeformt.
Ein besonderer Vorteil des Rollformens besteht neben einer hohen Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im Bereich großer Losgrößen darin, dass eine Vielzahl komplexer Profilformen mit konstantem Querschnitt in beliebiger Länge hergestellt werden können. Das Rollformen hat aufgrund der hiermit verbundenen hohen Produktivität in der metallischen Blechverarbeitung weite Verbreitung gefunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Dachspriegels mittels Rollformung weist den Vorteil auf, dass aus Blechen beliebigen Materials ein nahezu beliebig definierbares Profil eines mittels dieses Verfahrens hergestellten Dachsprigels im Endlosverfahren bei geringem Herstellaufwand kostengünstig erzeugt wird. Des weiteren weist das erfindungsgemäße Verfahren alle Vorteile auf, die dem Fachmann vom Rollformen bekannt sind.
Weiterhin wird der vorgeschlagene Dachspriegel als ein in einer Querrichtung des Dachspriegels geschlossenes Profil hergestellt. Das geschlossene Profil kann rechteckig, quadratisch oder trapezförmig sein oder jede andere bevorzugte geometrische Form aufweisen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass der Querschnitt der Umfangsfläche des Profils wenigstens nahezu umlaufend oder geschlossen ausgestaltet ist.
Ein derartiges Profil weist vorteilhaft eine höhere mechanische Belastbarkeit im Vergleich zum herkömmlichen Dachspriegel auf, welcher mit offenem Querschnittsprofil hergestellt wird, und trägt somit zur Verbesserung der Stabilität und Sicherheit des Fahrzeugdachs sowie des Fahrzeugs bei. Da der Dachspriegel dieser Ausführungsform im erfindungsgemäßen Verfahren mit fast vollständig umlaufendem bzw. geschlossenem Profil hergestellt wird, kann er – bspw. zwischen den Fahrzeugsäulen angeordnet – somit die Funktion eines Strukturelements am Fahrzeug übernehmen.
An einer sich bspw. linienhaft ergebenden Stoß- oder Berührfläche der freien Enden des Ausgangsblechs, welche aufgrund des Rollvorgangs in Berührung miteinander gebracht werden, können die Enden zur Erhöhung der Stabilität bzw. Festigkeit des Dachspriegels bspw. auf einfache Weise miteinander verschweißt werden. Der Arbeitsschritt des Verschweißens kann fertigungstechnisch günstiger Weise in unmittelbarem Anschluss an den Rollvorgang stattfinden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dachspriegel mittels eines Wölbewerkzeuges gewölbt und/oder mittels eines Prägewerkzeugs geprägt bzw. nachgeprägt wird. Die Wölbung wird vornehmlich in Längsrichtung des Dachspriegels vorgenommen, sie beschränkt sich jedoch nicht zwingend auf die Längsrichtung, auch eine Wölbung in Querrichtung kann erzielt werden. Mittels der dem Dachspriegel mittels des Wölbewerkzeugs verliehen Wölbung erhält der Dachspriegel entlang seiner Länge bzw. Breite jene Wölbung, welche jener Wölbung entspricht, die der auf dem jeweiligen Dachspriegelabschnitt liegende Dachhautabschnitt im montierten Zustand aufweist bzw. aufweisen soll. Seine Wölbung wird somit der im Bereich dieses Dachspriegels am fertig montierten Fahrzeug vorherrschenden Wölbung der Dachhaut angepasst.
Bei dem zur Wölbung verwendeten Werkzeug kann es sich um jedes vom Fachmann bevorzugte Werkzeug – bspw. um ein Presswerkzeug – handeln, mittels welchem eine gewünschte Wölbung des Dachspriegels erzielt werden kann. Auch durch ein Nachprägen gezielt ausgewählter Prägefelder- bzw. Bereiche des erfindungsgemäßen Dachspriegels kann der Abstand einzelner Abschnitte der auf dem Dachspriegel ruhenden Dachhaut relativ zum Dachspriegel festgelegt werden. Mittels dieser abschnittbezogenen Einstellung des Abstandes zwischen Dachhaut und Dachspriegel über die Länge des Dachspriegels hinweg kann die beabsichtigte Außenkontur der Dachhaut unter Verwendung des erfindungsgemäßen Dachspriegels auf einfache und kostengünstige Weise eingestellt werden.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein und derselbe im Endlosverfahren hergestellte, rollgeformte Dachspriegel als Ausgangsdachspriegel verwendet werden kann, unabhängig davon, an welcher Stelle des Fahrzeugs bzw. Fahrzeugdachs er eingesetzt werden soll. Die an der Stelle seiner späteren Befestigung am Fahrzeugdach erforderliche Wölbung des Dachspriegels bzw. dessen Abstand zur Dachhaut kann bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens mit vergleichsweise geringem Aufwand erzeugt werden. Es ist zudem möglich, ein und dasselbe Wölbe- und/oder Prägewerkzeug für die Herstellung unterschiedlich gewölbter Dachspriegel zu verwenden und lediglich die Ansteuerung des Wölbe- und/oder Prägewerkzeugs entsprechend der zu erzeugenden Wölbung und des gewünschten Abstand der einzelnen Abschnitte des Dachspriegels zur Dachhaut zu variieren.
Eine wiederum weiter bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Dachspriegel Eingriffsvorrichtungen eingebracht werden, in welche mit dem Wölbe- und/oder Prägewerkzeug in den Dachspriegel eingegriffen werden kann und mittels welchen der Dachspriegel während seines Wölbens und/oder Prägens gehalten werden kann. Der Dachspriegel kann somit vorteilhaft bereits während seiner Herstellung und beispielsweise sogar während er noch rollgeformt wird, mit Eingriffsvorrichtungen wie Öffnungen, Aussparungen und/oder dergleichen versehen werden. Diese vereinfachen ein späteres Halten, Greifen und dergleichen des Dachspriegels durch ein entsprechendes Werkzeug während des Wölbevorgangs bzw. des Prägevorgangs. Damit werden der Herstell- und insbesondere der Nachbearbeitungaufwand beim Wölben und Prägen bedeutend erleichtert bzw. vereinfacht, mithin werden die Herstellkosten für das Fahrzeugdach gesenkt.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden im Dachspriegel Klebesicken vorgesehen. Diese Klebesicken können nach Abschluss der Rollverformung zum späteren Verkleben der Dachhaut mit dem Dachspriegel auf herkömmliche Weise in den Dachspriegel eingeprägt werden. Sie können bspw. jedoch auch bereits während der Rollformung in den Dachspriegel eingerollt werden.
Aus Gründen der Gewichtsreduzierung des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Dachspriegels ist in einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass im Dachspriegel Materialaussparungen vorgesehen werden. Diese erlauben vorteilhaft eine Materialeinsparung und tragen somit zur Kostenreduzierung bei der Herstellung des Dachspriegels bei. Ferner wird das Gewicht des Fahrzeugspriegels reduziert. Dies kann einerseits zur Reduzierung des Gewichts des Fahrzeugs selbst beitragen kann, oder aber bei unverändertem Gewicht des Dachspriegels die Gestaltung des Dachspriegels mit aufwendigerem Profil bzw. Dimensionen ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Dachspriegel ist mittels Rollformen aus Blech herstellbar und weist ein geschlossenes Profil auf. Er kann ferner in Längsrichtung gewölbt sein und Eingriffsvorrichtungen für ein Wölbewerkzeug aufweisen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Dachspriegels sowie seiner erfindungsgemäßen Ausführungsformen entsprechen jenen oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren diskutierten Vorteile, so dass an dieser Stelle auf die oben stehenden Ausführungen verwiesen wird.
Die vorliegende Erfindung wird exemplarisch unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung zum besseren Verständnis beschrieben. In den Zeichnungen gilt:
1 zeigt eine schematisch vereinfachte, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dachspriegels;
2 zeigt den erfindungsgemäßen Dachspriegel in Querschnittansicht entlang der Linie I-I aus 1.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Dachspriegel 1 für ein Kraftfahrzeug. Der Dachspriegel 1 ist im Rollverfahren hergestellt und weist an seinen Enden Flansche 3 zum Anbinden des Dachspriegels 1 am (nicht dargestellten) Dachkanal des Kraftfahrzeugs auf. Entlang seiner oberen und somit einer Dachhaut des Kraftfahrzeugdachs zugewandten Fläche weist der Dachspriegel 1 Prägefelder mit Klebesicken 5 auf, welche in geeignetem Abstand zueinander über die Länge des Dachspriegels 1 verteilt sind. Die Klebesicken 5 dienen der Aufnahme von Klebstoff, welcher zum Anfügen der Dachhaut am Dachspriegel 1 verwendet wird. Wie in 1 zu sehen ist, weist der Dachspriegel 1 ferner Eingriffsöffnungen 7 auf, welche dem Fassen und Halten des Dachspriegels 1 während eines sich an den Vorgang des Rollformens anschließenden Wölbens und/oder Prägens des Dachspriegels 1 mittels eines geeigneten Wölbe- bzw. Presswerkzeugs dienen.
An seinen Seitenflächen weist der Dachspriegel 1 Aussparungen 9 auf, welche zur Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung des Dachspriegels 1 dienen.
2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-I aus 1 des in den 1 dargestellten Dachspriegels 1. Der Querschnitt des Dachspriegels 1 weist ein teilgeschlossenes Profil auf. Dieses Profil kann bereits beim Rollformen des erfindungsgemäßen Dachspriegels 1 erzeugt werden. Es kann zu seiner weiteren Verstärkung jedoch auch komplett umlaufend bzw. geschlossen hergestellt werden und ggf. durch bspw. eine in Längsrichtung des Dachspriegels 1 verlaufende Schweißnaht verstärkt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in der Zeichnung in ihrer Anwendung auf einen Fahrzeugdachquerträger dargestellt wurde, ist ihre Anwendung nicht auf einen Querträger beschränkt. Es ist vielmehr offenkundig, dass sich die vorliegende Erfindung auch auf Fahrzeugdachlängsträger, also Fahrzeugdachträger, die sich in Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstrecken, bezieht.
Die vorliegende Erfindung schlägt somit erstmals ein Verfahren zum Herstellen eines Dachspriegels für ein Kraftfahrzeugdach vor. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Dachspriegel mittels Rollformung bzw. Rollformen hergestellt. Er kann bei Bedarf mittels eines Wölbewerkzeugs entsprechend der an seiner jeweiligen Einbauposition unter der Dachhaut vorherrschenden Dachhautwölbung zusätzlich gewölbt werden. Ferner kann der Dachspriegel bei seiner Herstellung mit Eingriffseinrichtungen für das Wölbewerkzeug, Klebesicken sowie Materialaussparungen zur Reduzierung des Gewichts des Dachspriegels versehen werden. Die Erfindung schlägt ferner einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dachspriegel vor.
Bezugszeichenliste

1: Dachspriegel
3: Flansche
5: Klebesicken
7: Eingriffsöffnungen
9: Materialaussparungen

Claims

Dachspriegel (1) für ein Kraftfahrzeug, bei dem der Dachspriegel (1) mittels Rollformung und im wesentlichen als ein in einer Querrichtung des Dachspriegels (1) geschlossenes Profil ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Dachspriegel (1) entlang einer zur Befestigung an der Kraftfahrzeugdachhaut ausgebildeten Fläche Klebesicken (5) aufweist, welche in Längsrichtung des Dachspriegels (1) betrachtet zumindest an einem Ende offen sind, indem sie sich zu Öffnungen (7) hin öffnen, die in der zur Befestigung an der Kraftfahrzeugdachhaut ausgebildeten Fläche des Dachspriegels (1) ausgebildet sind.
Dachspriegel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (7) als Eingriffsvorrichtungen (7) zum Eingreifen mit einem Wölbewerkzeug in den Dachspriegel (1) und zum Halten des Dachspriegels (1) während dessen Wölbens und/oder Prägens ausgebildet sind.
Dachspriegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dachspriegel (1) zur Gewichtsreduzierung des Dachspriegels (1) Materialaussparungen (9) vorgesehen sind.
Dachspriegel (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachspriegel (1) in Längsrichtung gewölbt ist.
Kraftfahrzeug mit einem Dachspriegel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Verfahren zum Herstellen eines Dachspriegels (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebesicken (5) während der Rollformung in den Dachspriegel (1) eingerollt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Dachspriegels (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachspriegel (1) mittels eines Wölbewerkzeugs gewölbt und/oder mittels eines Prägewerkzeugs nachgeprägt wird.