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Die Erfindung betrifft eine Dachstruktur an Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträgern, die mittels Dachquerträgern zu einem Dachrahmen fest verbunden sind, der sich seinerseits auf Säulen der Fahrzeugkarosserie abstützt.
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Fahrzeugdächer mit Ausschnitten für Sonderdächer, wie Schiebedächer, Faltdächer, Panoramadächer, Aufstelldächer u. dgl., führen bekanntermaßen zu einer Schwächung der Dachhaut bzw. Dachstruktur und erfordern erhebliche zusätzliche Maßnahmen, um diese Schwächung zu kompensieren. Hierzu zählen insbesondere Verstärkungsrahmen, die im Bereich des Dachausschnittes unter der Dachhaut angeordnet werden und zur Aufnahme von besagten Sonderdächern vorgesehen sind.
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Die
DE 27 02 410 offenbart beispielsweise ein Fahrzeugdach mit einer Aussparung, deren benachbarte Dachteile mit einer Verstärkungsplatte mit gewelltem Profil verklebt sind. Durch diese aufwendige sowie kosten- und zeitintensive Maßnahme soll den Dachteilen genügend Steifigkeit verliehen werden, um einen Windabweiser und ein Schiebedach aufnehmen zu können.
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Auch die
DE 35 05 831 A1 offenbart ein Fahrzeugdach mit Dachausschnitt, dessen Dachhaut entlang wenigstens zweier, vorzugsweise aber aller Ränder des Dachausschnittes durch einen Verstärkungsrahmen ausgesteift ist, wobei die Dachhaut um den innenliegenden Rand des Verstärkungsrahmens herumgebördelt ist.
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Aus der
DE 33 11 441 A1 ist ein sogenannter vormontierter Dachrahmen mit Führungsschienen und Funktionsmechanismen für ein Hebeschiebedach bekannt. Im wesentlichen besteht dieser Dachrahmen neben den spezifischen Bauteilen für das Hebeschiebedach aus einer Mehrzahl von Blech- und Dichtungsteilen und ist gegen einen Verstärkungsrahmen, der unterhalb einer festen Dachhaut angeordnet ist, geschraubt. Der Fertigungsaufwand zur Herstellung eines solchen Fahrzeugdaches wird als erheblich angesehen und entspricht nicht mehr den heutigen Bedürfnissen bezüglich einer Verringerung der Teilevielfalt.
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Aus der
EP 0 780 282 B1 ist des Weiteren ein Verstärkungsrahmen in Form eines gebogenen Bleches bekannt, der seinerseits mit einem Außenblech ein separates Dachteil bildet und mit einem Flansch eines Seitenrahmenteils verschweißt ist. An dem Verstärkungsrahmen liegt von unten eine sogenannte Schiebedachkassette an und ist über Verbindungsmittel mit dem Verstärkungsrahmen verbunden. Auch wenn das Dachteil in einem separaten Vormontagevorgang gefertigt wird, ist die Herstellung desselben als äußerst aufwendig einzuschätzen. Des Weiteren sind zusätzliche Montagevorgänge erforderlich um die Schiebedachkassette an den Verstärkungsrahmen anzubinden.
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Mit der
DE 197 46 545 C2 wird weiterhin ein Rahmen in Form eines quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufendes U-förmiges Rahmenvorderteils aus Kunststoff mit seitlichen Schenkeln und sich anschließenden Rahmenseitenteilen offenbart. Sowohl das Rahmenvorderteil als auch die Rahmenseitenteile sind als Profilschienen ausgebildet. Wie der Rahmen in die Dachstruktur konkret eingebunden wird, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.
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Der
DE 100 15 504 A1 ist ferner ein Dachmodul zu entnehmen, welches in eine Öffnung in einer festen Fahrzeugdachhaut oder direkt zwischen die Seitenholme eines Fahrzeugs eingesetzt wird. Das Dachmodul umfaßt eine frei liegende Dachhaut aus Kunststoff, die sich im wesentlichen über die gesamte Oberseite des Dachmoduls mit Ausnahme einer Öffnung für einen verstellbaren Deckel erstreckt und im Spritzgußverfahren hergestellt ist. In die Dachhaut sind verschiedene Funktionselemente, wie Windlauf, Wasserrinnen, Führungselemente und ein Verstärkungsrahmen in Form von Kreuzversteifungen integriert. Vorstehender, die Öffnung umgebender Verstärkungsrahmen ist sicherlich geeignet, die Dachhaut im Bereich dieser Öffnung zufriedenstellend zu versteifen. Jedoch trägt diese Lösung nicht effektiv dazu bei, die Gesamtstruktur der Dachhaut in Verbindung mit dem Dachrahmen zu versteifen.
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Aus der
DE 199 39 978 A1 ist weiterhin ein Dachaufbau eines Fahrzeugs mit einem eine Dachöffnung ausbildenden Dachrahmen bekannt, wobei innerhalb der gebildeten Dachöffnung ein die Dachöffnung umgebender, ununterbrochener Dachelementeträger angeordnet ist. Der Dachelementeträger ist seinerseits als Blechbauteil ausgebildet. Aus der
DE 44 28 913 A1 ist ferner ein Dachaufbau mit einem eine Dachöffnung umgebenden und von der Unterseite her mit einem festen Fahrzeugdach verklebten und als Gussbauteil ausgebildeten Dachrahmen zu entnehmen. Die
DE 197 09 016 A1 beschreibt schließlich ein Fahrzeugdach mit einer festen, geschäumten Dachhaut, in welche eine Öffnung eingebracht ist, mit einem separaten Schiebedachrahmen und mit einem die besagte Öffnung umgebenden Verstärkungsrahmen, Der Verstärkungsrahmen ist ein Einlegeteil der geschäumten Dachhaut. Fronscheibenseitig stützt sich Dachhaut mit einem Randbereich auf einem Karosserierahmen ab. Ein unterhalb der Dachhaut im Bereich der Öffnung angeordneter Schiebedachrahmen ist von unten am Verstärkungsrahmen der Dachhaut befestigt, sozusagen an derselben aufgehängt.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine kostengünstige Dachstruktur an Kraftfahrzeugen zu schaffen, die zum einen einer erhöhten Karosseriesteifigkeit, insbesondere Steifigkeit der Dachstruktur Rechnung trägt, zum anderen ohne großen maschinentechnischen sowie Zeitaufwand während der Fahrzeugendmontage, insbesondere bezogen auf eine Serienfertigung, eine Mehrzahl von Sonderausführungen von Fahrzeugdächern, wie Schiebedächer, Faltdächer, Panoramadächer, Aufstelldächer u. dgl. zuläßt.
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Ausgehend von einer Dachstruktur an Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträgern, die mittels eines vorderen und eines hinteren Dachquerträgers zu einem geschlossenen Dachrahmen fest verbunden sind, der sich seinerseits auf Säulen der Fahrzeugkarosserie abstützt, wobei in dem vom Dachrahmen umschlossenen Dachflächenbereich wenigstens ein einen Dachausschnitt ausbildendes Rahmenelement zur Aufnahme eines Sonderdaches eingebracht ist, und wobei sich das Rahmenelement wenigstens an den Dachlängsträgern abstützt und mit diesen fest verbunden ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rahmenelement oder ein vorderes Rahmenquerteil des Rahmenelements separat als Gußteil hergestellt ist und zusätzlich unter Vermittlung eines einstückig mit dem Rahmenelement oder dem vorderen Rahmenquerteil ausgebildeten oder gefertigten und sich über den vorderen Dachquerträger flächig erstreckenden Windabweisers auf dem vorderen Querträger abgestützt ist.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß das Rahmenelement offene und/oder geschlossene Hohlprofilquerschnitte aufweist, wobei Rahmenabschnitte des Rahmenelementes belastungs- und funktionsabhängig im Querschnitt verschieden ausgebildet sein können. Des Weiteren wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, daß das Rahmenelement aus Leichtmetall und/oder einer Leichtmetallegierung und/oder aus Kunststoff besteht.
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In das Rahmenelement können vormontierte Dichtungs-, Befestigungs-, Führungs- und/oder Lagerelemente und/oder andere mechanische Komponenten zur Aufnahme von Sonderdächern und/oder Anschlußelemente, wie Bohrungen o. dgl. zur Festlegung vorgenannter Elemente und/oder Komponenten integriert sein, ebenso Zusatzeinrichtungen, wie Wasserrinnen o. ä.
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Zweckmäßiger Weise ist das Rahmenelement mittels mechanischer Verbindungsmittel und/oder durch Klebung und/oder Schweißung wenigstens mit den Dachlängsträgern verbunden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Rahmenelement einstückig als geschlossener Rahmen oder mehrteilig und zu einem geschlossenen Rahmen zusammenfügbar ausgebildet ist. Bei mehrteiliger Ausbildung des Rahmenelementes beinhaltet dasselbe wenigstens ein vorderes und ein hinteres sich über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckendes Rahmenquerteil, wobei die Rahmenquerteile, gegebenenfalls vermittels eines oder mehrerer Rahmenlängsteile voneinander beabstandet, miteinander fest verbunden sind.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme weist das Rahmenelement steifigkeitserhöhende Elemente, wie Sicken und/oder Stege auf.
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Die vorgeschlagene Dachstruktur mit dem erfindungsgemäßen Rahmenelement hat im Hinblick auf herkömmliche Dachstrukturen mehrere Vorteile. Zum einen wird in Erfüllung der gestellten Aufgabe eine äußerst steife Dachstruktur geschaffen, die den Einbau diverser Sonderausführungen von Fahrzeugdächern, wie Schiebedächer, Faltdächer, Panoramadächer, Aufstelldächer u. dgl. zuläßt. Zum anderen können fahrzeugabhängig beliebige Formgebungen des Rahmenelementes, einhergehend mit einer belastungsoptimalen Gestaltung desselben, vorgesehen werden. Des Weiteren sind herstellerseitig Kostensenkungen infolge von Teilereduzierungen (Montagekosten, Lagerkosten), einfacherer Montage, geringem Werkzeugbedarf etc. zu verzeichnen. Ebenso können vorab Justierungen und Funktionsprüfungen bezogen auf die Sonderdächer durchgeführt werden, wobei sich geringe Toleranzen und damit eine hohe Präzision der Kinematik als besonders vorteilhaft auszeichnen. Fernerhin sind Reparaturkostensenkungen durch Demontage und Ersatz des kompletten Rahmenelements samt Sonderdach zu erwarten.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Teilansicht des vorderen linken Teils des Rohbaus der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Rahmenelement,
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2 das Rahmenelement nach 1 in einer perspektivischen Einzeldarstellung,
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3 den Schnitt I-I nach 2,
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4 den Schnitt II-II nach 2,
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5 den Schnitt III-III nach 2,
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6 den Schnitt IV-IV nach 2.
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Die Erfindung geht gem. 1 von einem Kraftfahrzeug mit zwei in Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträgern 1 aus, die mittels Dachquerträgern, vorliegend eines vorderen Dachquerträgers 2a und eines hinteren Dachquerträgers 2b, zu einem geschlossenen Dachrahmen fest verbunden sind, der sich seinerseits auf Säulen 3 der Fahrzeugkarosserie abstützt.
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In dem vom besagten Dachrahmen umschlossenen Dachflächenbereich ist wenigstens ein separat als Gußteil hergestelltes, eine hohe Eigensteifigkeit aufweisendes und einen Dachausschnitt 4 ausbildendes Rahmenelement 5 eingebracht, welches sich wenigstens an den Dachlängsträgern 1 abstützt und mit diesen fest verbunden ist.
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Als bevorzugte Gießverfahren zur Herstellung eines solchen Rahmenelementes 5 bieten sich an sich bekannten Spritzguß-, Druckguß- oder Sandgußverfahren an.
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2 zeigt das Rahmenelement 5 in einer perspektivischen Einzeldarstellung, bestehend aus einem vorderen und einem hinteren sich über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Rahmenquerteil 6, 7 die ihrerseits mittels dieselben endseitig verbindenden Rahmenlängsteilen 8 den geschlossenen Rahmen ausbilden.
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Das Rahmenelement 5 kann wie vorliegend einstückig oder mehrteilig und zu einem geschlossenen Rahmen zusammenfügbar ausgebildet sein.
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Ferner kann das Rahmenelement 5 an prädestinierten Stellen steifigkeitserhöhende Elemente, wie Sicken und/oder Stege 9 aufweisen (2).
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Gemäß den 1 bis 4 weist das vordere Rahmenquerteil 6 des Rahmenelementes 5 eine Zusatzeinrichtung in Form eines Windabweisers 10 auf, der einstückig mit dem vorderen Rahmenquerteil 6 respektive mit dem Rahmenelement 5 gefertigt ist und sich flächig über den vorderen Dachquerträger 2a erstreckt. Das Rahmenelement 5 ist mittels an sich bekannter mechanischer Verbindungsmittel, vorliegend mittels Schrauben 11, am vorderen Dachquerträger 2a befestigt (2 und 4), wobei der Windabweiser 10 zur Fahrzeugfront hin auf dem vorderen Dachquerträger 2a aufliegend mittels eines langgestreckten Dichtungselementes 12 in Form einer Dichtungsschnur aus Gummi oder Kunststoff sowie einer Klebstoffraupe 13 gegen Feuchtigkeitseintritt in die Dachstruktur abdichtend fixiert ist. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, daß als mechanische Verbindungsmittel nicht nur Schrauben 11, sondern auch Niete o. dgl. zur Anwendung kommen können. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit eine feste Fügeverbindung zwischen den einzelnen Bauteilen durch Schweißung zu realisieren.
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Was das hintere Rahmenquerteil 7 und die Rahmenlängsteile 8 anbelangt, sind diese vorliegend ebenfalls mittels Schrauben 11 am hinteren Dachquerträger 2b bzw. am Dachlängsträger 1 befestigt und verfügen über Dichtungselemente 12, die die Dachstruktur nach außen hin gegen Feuchtigkeitseintritt abdichten (5 und 6).
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Ferner sind gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel in das Rahmenelement 5 diverse Befestigungselemente 14 für beispielsweise nicht näher dargestellte Keder sowie eine umlaufende Wasserrinne 15 integriert.
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Wie insbesondere aus den Schnittdarstellungen gem. den 3 bis 6 ersichtlich, bildet das Rahmenelement 5 nicht nur mit den Dachlängsträgern 1, sondern auch den Dachquerträgern 2a und 2b ein fest gefügtes Gesamtprofil, welches sich erheblich positiv auf die Gesamtsteifigkeit der Fahrzeugkarosserie, insbesondere der Dachstruktur auswirkt.
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Das Rahmenelement 5 kann des Weiteren belastungs- und funktionsabhängig im Querschnitt verschieden ausgebildete Rahmenabschnitte mit offenem Hohlprofilquerschnitt aufweisen, wobei es auch denkbar ist, bestimmte Rahmenabschnitte mit einem geschlossenen Hohlprofilquerschnitt auszubilden, um noch besser auf bestimmte Steifigkeitsanforderungen reagieren zu können (nicht näher dargestellt).
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In der bevorzugten Ausführungsform haben sich Rahmenelemente 5 aus Leichtmetall bzw. Leichtmetallegierungen, wie Aluminium und Aluminiumlegierungen, sowie aus Kunststoff bewährt.
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Wie bereits oben erwähnt, können in das Rahmenelement 5 neben den Befestigungs-, Führungs-, Lager- und/oder Dichtungselementen 12, 13 auch andere nicht näher dargestellte mechanische Komponenten zur Aufnahme von Sonderdächern und/oder Anschlußelemente, wie Bohrungen o. dgl. zur Festlegung vorgenannter Elemente und/oder Komponenten, integriert sein.
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In den 3 und 5 ist beispielhaft ein Sonderdach 16 in Form eines sogenannten Aufstelldaches im geschlossenen Zustand gezeigt, welches sich bei Camping- und Freizeitfahrzeugen, auch als “Camper” bezeichnet, vom vorderen bis zum hinteren Rahmenquerteil 6, 7 erstreckt und sich auf diesen sowie auf den Rahmenlängsteilen 8 abstützt.
