DE19708046C1 - Roof structure for motor vehicle - Google Patents

Abstract

The solid roof structure is for use in a road vehicle. It consists of a metal roof and a roof lining, and there are distance compensation elements between the two. The distance compensation or spacer elements (40) have spring legs (42,43) with notches, and there are apertures located between every two spring legs. The elements consist of pieces of plastics material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugdach gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle roof according to the Preamble of claim 1.

Ein Kraftfahrzeugdach besteht im wesentlichen aus einem dünnen Dachblech, dessen sichtbare Außenseite lackiert ist. Das Dachblech muß eine bestimmte Mindeststeifigkeit aufwei­ sen, um beispielsweise einer punktförmigen Belastung (200 N/40 cm²), wie sie etwa beim Polieren der Lackierung auf­ tritt, standzuhalten. Hierbei darf die Verformung eine maximale Eindringtiefe nicht übersteigen. Außerdem muß die Verfor­ mung zurückgehen, ohne bleibende Spuren auf der Lackierung zu hinterlassen. Die Steifigkeit des Dachblechs ist an ver­ schiedenen Stellen des Kraftfahrzeugdachs unterschiedlich. Im Randbereich des Kraftfahrzeugdachs ist sie erheblich größer als in der Fahrzeugmitte. Im Zuge der Gewichtsein­ sparung bei Kraftfahrzeugen werden die Dachbleche immer dünner. Dadurch nimmt natürlich ihre Steifigkeit immer wei­ ter ab. Deshalb werden Dachspriegel zur Verstärkung des Dachbleches eingesetzt. Diese Dachspriegel werden am Dachrahmen entweder verclincht oder verpunktet. Mit dem eigentlichen Dachblech werden die Dachspriegel verklebt. Ein Nachteil hierbei ist, daß beim Grundieren der Klebe­ schaum ausgeschwemmt wird, und dadurch das Grundierbad be­ einträchtigt. Der Klebeschaum muß aufwendig aus der Grun­ dierflüssigkeit wieder entfernt werden. Ein weiterer Nach­ teil besteht darin, daß die Bombierung des Kraftfahrzeug­ dachs exakt der Krümmung der Dachspriegel angepaßt werden muß. Eine Vorspannung der Dachspriegel wäre als Struktur auf der Lackierung des Kraftfahrzeugdaches sichtbar und bei den heutigen Qualitätsanforderungen nicht akzeptabel. Zum Fahrzeuginnenraum hin ist das Dachblech mit Hilfe eines Himmels verblendet. Der Himmel besteht aus einer glasfaser­ verstärkten Kunststoffschale, die ebenfalls mit dem Dachrahmen verbunden zum Beispiel verschraubt oder mittels Clips befestigt ist. Die Kunststoffschale weist eine rela­ tiv hohe Eigensteifigkeit auf. Der Abstand zwischen Kunst­ stoffschale und Dachblech variiert etwa zwischen ca. 8 und 15 mm. Somit trägt die Kunststoffschale erst nach dieser Eindringtiefe zu einer zusätzlichen Steifigkeit bei. Insge­ samt sind die zur Versteifung des Dachblechs dienenden Spriegel sehr schwer, darüber hinaus stellen sie einen er­ heblichen Montageaufwand dar.A motor vehicle roof essentially consists of a thin roof panel, the visible outside of which is painted. The roof panel must have a certain minimum rigidity, for example to withstand a point load (200 N / 40 cm ² ), such as occurs when polishing the paint. Here, the deformation must not exceed a maximum penetration depth. In addition, the deformation must go back without leaving any permanent marks on the paintwork. The rigidity of the roof plate is different at different points on the vehicle roof. It is considerably larger in the edge area of the motor vehicle roof than in the center of the vehicle. In the course of weight savings in motor vehicles, the roof plates are becoming ever thinner. As a result, their stiffness continues to decrease. That is why roof bows are used to reinforce the roof panel. These roof bows are either clinched or spotted on the roof frame. The roof bow is glued to the actual roof sheet. A disadvantage of this is that the foam is washed out when priming the adhesive, thereby impairing the primer bath. The adhesive foam has to be elaborately removed from the base liquid. Another after part is that the crowning of the motor vehicle roof must be adapted exactly to the curvature of the roof bow. Prestressing the roof bow would be visible as a structure on the paintwork of the motor vehicle roof and would not be acceptable with today's quality requirements. The roof panel is veneered towards the vehicle interior with the help of a sky. The headlining consists of a glass fiber reinforced plastic shell, which is also connected to the roof frame, for example screwed or fastened with clips. The plastic shell has a relatively high inherent rigidity. The distance between the plastic shell and the roof sheet varies between approx. 8 and 15 mm. Thus, the plastic shell only contributes to additional rigidity after this depth of penetration. Overall, the brackets used to stiffen the roof panel are very heavy, and they also represent a considerable amount of assembly work.

Aus der AT-PS 289568 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem zwischen dem Dachblech und dem Himmel Distanzausgleichsele­ mente angeordnet sind.From AT-PS 289568 a motor vehicle is known in which between the roof panel and the sky distance compensation sele elements are arranged.

Aus der WO 85/05604 A1 ist ein Tragskelett bekannt, das zwi­ schen der Dachaußenschale und der Dachinnenverkleidung an­ geordnet ist. Weiterhin ist aus der FR 2576862 A1 eine wei­ tere Dachkonstruktion bekannt, bei der Distanzausgleichse­ lemente zwischen Dachblech und Dachhimmel angeordnet sind.From WO 85/05604 A1 a supporting skeleton is known, the two between the outer roof shell and the inner roof cladding is ordered. Furthermore, a white from FR 2576862 A1 known roof construction, in the distance compensation elements are arranged between the roof panel and headlining.

Bei all diesen genannten Dachkontruktionen ist die Länge der Distanzausgleichselemente fest vorgegeben. Zum Aus­ gleich der bei der Montage auftretenden Abstandsschwankun­ gen müssen Zusatzelemente eingesetzt werden. Dadurch wird die Montage erheblich erschwert.The length of all these roof constructions mentioned is the distance compensation elements fixed. To the end equal to the distance fluctuation occurring during assembly additional elements must be used. This will assembly considerably more difficult.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahr­ zeugdach zu schaffen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das insbesondere eine ausreichende Stei­ figkeit des Dachblechs bei geringerem Gewicht gewährlei­ stet, das eine einfach Montage ermöglicht und wenig Klebe- und Lösungsmittel benötigt.The object of the present invention is a motor vehicle create roof that has the disadvantages mentioned above does not have, in particular a sufficient Stei guarantee the roof sheet is lighter in weight continuously, which enables easy assembly and little Adhesive and solvent needed.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angege­ benen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.This problem is solved by the specified in claim 1 characteristics. Advantageous embodiments of the Erfin are specified in the subclaims.

Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, zwi­ schen Dachblech und Himmel Distanzausgleichselemente an­ zuordnen, die bei einer Krafteinwirkung auf das Dach­ blech die Kraft auf den Himmel überleiten, um so die Steifigkeit des Himmels zur Verstärkung der Steifigkeit des Dachblechs auszunutzen. Die Distanzausgleichselemente passen sich dem unterschiedlichen Abstand zwischen Dach­ blech und Himmel bei der Montage in einfacher Weise an und sind erheblich leichter als die herkömmlichen Dach­ spriegel. Sie dienen der Weiterleitung einer Kraft zum Himmel und versteifen diesen nach Aushärtung des Klebers zusätzlich.The essential idea of the invention is between roof plate and headliner spacer elements assign the force applied to the roof sheet the power to heaven, so that Stiffness of the sky to increase the stiffness of the roof sheet. The distance compensation elements adapt to the different distance between the roof sheet metal and headliner in a simple manner during assembly and are considerably lighter than the conventional roof bow. They are used to transmit a force to  Sky and stiffen it after the adhesive has hardened additionally.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 Schnitt durch ein Fahrzeugdach senkrecht zur Fahrzeuglängsachse Fig. 1 section through a vehicle roof perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle

Fig. 2 Schnitt durch ein Distanzausgleichselement ent­ lang der Linie I-I gemäß Fig. 1 Fig. 2 shows a section through a distance compensation element ent long the line II in FIG. 1

Fig. 3 Schnitt durch ein Distanzausgleichselement ent­ lang der Linie II-II gemäß Fig. 1 Fig. 3 section through a distance compensation element ent long the line II-II of FIG. 1

Fig. 4 seitliche Aufsicht auf ein Distanzausgleichsele­ ment im unbelasteten Zustand Fig. 4 side view of a distance compensation element in the unloaded state

Fig. 5 Schnitt entlang der Linie III-III gemäß Fig. 4 Fig. 5 taken along the line III-III of FIG. 4

Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugdach 1 besteht im we­ sentlichen aus einem Dachblech 10 und einem Himmel 30. Zwischen dem Himmel 30 und dem Dachblech 10 ist ein Di­ stanzausgleichselement 40 angeordnet. Das Distanzaus­ gleichselement 40 liegt an der Unterseite des Dachblechs 10 an. Das Dachblech 10 bzw. der Himmel 30 sind jeweils an den seitlichen Dachträgern 20a, 20b befestigt.The vehicle roof 1 shown in Fig. 1 consists we sentlichen of a roof plate 10 and a sky 30th Between the sky 30 and the roof panel 10 , a Di stanzausgleichselement 40 is arranged. The distance compensation element 40 rests on the underside of the roof plate 10 . The roof panel 10 and the sky 30 are each attached to the side roof beams 20 a, 20 b.

In Fig. 2 ist ein Abschnitt des Distanzausgleichselements 40 im Schnitt näher dargestellt. Zwei Federbeine 42, 43 sind mit einer Auflagefläche 45 verbunden. Die Auflage­ fläche 45 liegt kraftschlüssig an dem Dachblech 10 an. Die beiden Federbeine 42 bzw. 43 weisen an ihren Enden jeweils einen Fuß 47 bzw. 48 auf, der mittels einer Kle­ beverbindung 50 am Himmel 30 befestigt ist. Der Abstand zwischen Dachblech 10 und dem Himmel 30 beträgt in diesem Bereich etwa 11 mm. FIG. 2 shows a section of the distance compensation element 40 in more detail in section. Two struts 42 , 43 are connected to a bearing surface 45 . The support surface 45 is non-positively on the roof panel 10 . The two suspension struts 42 and 43 each have a foot 47 and 48 at their ends, which is fastened to the sky 30 by means of an adhesive connection 50 . The distance between roof plate 10 and headlining 30 is approximately 11 mm in this area.

In Fig. 3 ist ein weiterer Abschnitt des Distanzaus­ gleichselement 40 dargestellt. In diesem Bereich beträgt der Abstand zwischen Dachblech 10 und Himmel 30 nur etwa 5 mm. Aufgrund des geringeren Abstandes sind die Feder­ beine 42a bzw. 43a erheblich weiter gespreizt.In Fig. 3 a further section of the distance compensation element 40 is shown. In this area, the distance between roof plate 10 and headlining 30 is only about 5 mm. Due to the smaller distance, the spring legs 42 a and 43 a are spread considerably further.

In Fig. 4 ist ein Abschnitt des Distanzausgleichselements 40 in unbelastetem Zustand in seitlicher Aufsicht darge­ stellt. Zwischen den Federbeinen 42b, c, d sind jeweils Ausnehmungen 49a, b angeordnet. Die Breite dieser Ausneh­ mungen 49 bestimmt im wesentlichen den maximal möglichen Biegeradius der Auflagefläche 45 in der Zeichenebene.In Fig. 4, a portion of the distance compensation element 40 is in the unloaded state in side view Darge. Recesses 49 a, b are arranged between the spring struts 42 b, c, d. The width of these recesses 49 essentially determines the maximum possible bending radius of the contact surface 45 in the plane of the drawing.

In Fig. 5 sind Federbeine 42c bzw. 43c im gemäß Fig. 4 unbelasteten Zustand dargestellt. Die beiden Federbeine 42c bzw. 43c weisen an ihren oberen Enden jeweils Einker­ bungen 60 auf, die als Filmscharniere wirken. Aufgrund dieser Einkerbungen 60 sind die beiden Federbeine in Pfeilrichtung A bzw. B elastisch verschiebbar. Die Feder­ konstante läßt sich in einfacher Weise durch die Tiefe der Einkerbung 60 einstellen. Durch die Spreizung der Schenkel bei Eindrückung bleibt durch den größer werden­ den Hebelarm die nach oben gerichtete Kraft des Elementes nahezu konstant.In FIG. 5, the spring legs 42 c and 43 c in FIG. 4 shown unloaded condition. The two struts 42 c and 43 c each have indentations 60 at their upper ends, which act as film hinges. Because of these notches 60 , the two struts are elastically displaceable in the direction of arrows A and B, respectively. The spring constant can be adjusted in a simple manner by the depth of the notch 60 . Due to the spreading of the legs during the indentation, the upward force of the element remains almost constant due to the larger lever arm.

Nachfolgend ist die Montage eines Kraftfahrzeugdaches nä­ her erläutert. Das Dachblech 10 wird in bekannter Weise an den Dachrahmen 20a bzw. 20b befestigt. Nach der Grun­ dierung erfolgt der Einbau des Himmels 30. Kurz vor dem Einbau des Himmels 30 werden die Füße der Distanzaus­ gleichselemente 40 (47 bzw. 48) an ihrer Unterseite mit einem Kleber versehen. Mehrere Distanzausgleichselemente werden dann auf den Himmel aufgesetzt. Die Klebeverbin­ dung 50 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgehärtet, so daß sich die einzelnen Federbeine 42 bzw. 43 unter ge­ ringem Kraftaufwand auf der Himmeloberseite 51 verschie­ ben lassen. Die Klebeverbindung 50 reicht jedoch aus, um eine vorläufige Fixierung der Distanzausgleichselemente 40 und der Himmeloberseite 51 zu gewährleisten. Der Werker setzt nun den Himmel ein. Dabei drückt er von der Himmelunterseite 52 den Himmel 30 gegen das Dachblech 10. Dabei kann es zu Eindellungen kommen, die jedoch aufgrund der Elastizität der Kunststoffschale des Himmels 30 rasch ausgeglichen werden. Je nach Abstand des Himmels 30 vom Dachblech 10 werden die Federbeine 42 bzw. 43 unterschiedlich gespreizt. Die Federkraft der Federbeine 42, 43 ist so gewählt, daß sie einer kurzzeitigen Eindellung des Himmels 30 reversiv folgen. Direkt nach dem Einbau des Himmels 30 liegen die jeweiligen Auf­ lageflächen 45 der einzelnen Distanzausgleichselemente 40 form- und kraftschlüssig an der Unterseite des Dachblechs 10 an. Nach dem Aushärten des Klebers sind die Füße (z. B. 47 bzw. 48) fest mit der Himmeloberseite 51 verbunden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Krafteinwirkung auf das Dachblech 10 über die Federbeine 42 bzw. 43 zum Himmel 30 weitergeleitet. Der wesentliche Vorteil der Er­ findung besteht darin, daß das Kraftfahrzeugdach insge­ samt erheblich leichter ausgebildet werden kann ohne an Stabilität zu verlieren. Die Distanzausgleichselemente 40 werden in einfacher Weise aus Kunststoff hergestellt, und sind somit erheblich leichter als herkömmliche Dachsprie­ gel. Zusätzlich kann das Dachblech 10 noch dünner ausge­ bildet werden, was ebenfalls eine Gewichtseinsparung dar­ stellt. Aufgrund der elastischen Federbeine passen sich die Distanzausgleichselemente 40 bei der Montage automa­ tisch dem unterschiedlichen Abstand zwischen Dachblech 10 und Himmel 30 an.The assembly of a motor vehicle roof is explained below. The roof panel 10 is attached to the roof frame 20 a or 20 b in a known manner. After the foundation, the sky 30 is installed . Shortly before the installation of the sky 30 , the feet of the distance compensation elements 40 ( 47 and 48 ) are provided with an adhesive on their underside. Several distance compensation elements are then placed on the sky. The Klebeverbin extension 50 is not yet cured at this point, so that the individual struts 42 and 43 can be shifted ben under ge low effort on the sky top 51 ben. However, the adhesive connection 50 is sufficient to ensure a provisional fixation of the distance compensation elements 40 and the sky top 51 . The worker now uses the sky. He presses the sky 30 against the roof panel 10 from the sky bottom 52 . This can lead to indentations, but these are quickly compensated for due to the elasticity of the plastic shell of the sky 30 . Depending on the distance between the sky 30 and the roof panel 10 , the struts 42 and 43 are spread differently. The spring force of the struts 42 , 43 is selected such that they reversibly follow a brief indentation of the sky 30 . Immediately after the installation of the headliner 30 , the respective bearing surfaces 45 of the individual distance compensation elements 40 are positively and non-positively on the underside of the roof plate 10 . After the adhesive has hardened, the feet (e.g. 47 or 48) are firmly connected to the upper side 51 of the headliner. As a result, an action of force on the roof panel 10 is advantageously transmitted to the sky 30 via the spring struts 42 and 43 . The main advantage of the invention is that the motor vehicle roof as a whole can be made considerably lighter without losing stability. The distance compensating elements 40 are made in a simple manner from plastic, and are thus considerably lighter than conventional roof rails. In addition, the roof panel 10 can be formed even thinner, which also represents a weight saving. Due to the elastic struts, the spacing elements 40 automatically adjust the different distance between the roof panel 10 and headliner 30 during assembly.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeugdach mit Dachblech und Himmel, wobei zwi­ schen dem Dachblech und dem Himmel Distanzausgleichse­ lemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzausgleichselemente (40) Federbeine (42 bzw. 43) aufweisen.1. Motor vehicle roof with roof panel and headliner, wherein between the roof panel and the sky distance compensation elements are arranged, characterized in that the distance compensation elements ( 40 ) have struts ( 42 and 43 ). 2. Kraftfahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Federbeine (42, 43) jeweils Einkerbungen (60) aufweisen.2. Motor vehicle roof according to claim 1, characterized in that the spring struts ( 42 , 43 ) each have notches ( 60 ). 3. Kraftfahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen zwei Federbeinen (42a, b bzw. 43a, b) jeweils Ausnehmungen (49) angeordnet sind.3. Motor vehicle roof according to claim 1 or 2, characterized in that recesses ( 49 ) are arranged between two spring struts ( 42 a, b and 43 a, b). 4. Kraftfahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzaus­ gleichselemente (40) aus einem Kunststoff hergestellt sind.4. Motor vehicle roof according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer elements ( 40 ) are made of a plastic.