DE4016870C2 - - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung einer Führungsschiene für eine Schiebe
dacheinrichtung eines Kraftfahrzeuges sowie auf die Führungsschiene
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 2, die um eine Öffnung innerhalb des Daches
eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist, um die Ausnehmung des
Daches mittels eines Schiebedeckels zu öffnen oder zu schließen. Bei einem derartigen
Sonnendach ist das Dachblech des Kraftfahrzeuges mit einer
Öffnung versehen, während ein Mechanismus vorgesehen ist, um
die Ausnehmung zu öffnen und zu schließen, und zwar durch ein
manuell betätigbares oder motorgetriebenes Schiebedach. Die
Popularität derartiger Sonnendächer wird der Tatsache zuge
schrieben, daß ein Kraftfahrzeug, das hiermit ausgerüstet ist,
den Insassen des Fahrzeuges das Gefühl der Offenheit ver
mittelt und für eine ausgezeichnete Belüftung des Fahrgast
raumes sorgt.
Der an sich bekannte Mechanismus zum Öffnen und
Schließen der Dachblechöffnung durch das Schiebedach umfaßt ein
rechteckförmiges Gehäuse mit einer mittig hierin angeordne
ten Öffnung, die an der Peripherie der Ausnehmung in dem Dach
blech des Kraftfahrzeuges befestigt ist. Eine Führungsschiene
ist an der rechten, an der linken und an der vorderen (oder der
rückwärtigen) Seite des Gehäuses gehalten, und ein Elektro
motor, der als Antriebsquelle dient, ist am vorderen oder
rückwärtigen Teil des Gehäuses befestigt. In der Führungs
schiene ist ein Paar von Schuhen aufgenommen, wobei die
Schuhe über Hebel mit dem Schiebedeckel in Verbindung stehen, welche
Führungsnuten tragen, während außerdem die Schuhe über
Zugseile an den Elektromotor angeschlossen sind.
Ein Schiebedach ist im allgemeinen so ausgelegt, daß dann, wenn ein Fahrzeug
insasse den Elektromotor einschaltet, um das Dach zu öffnen,
dieser in Aktion gesetzt wird und die Schuhe zurückzieht, um
dabei das Schiebedach um die Führungskante anzuheben, wodurch
das Schiebedach eine aufwärts geneigte Stellung einnimmt. Die
aufwärts geneigte Stellung kann für eine gewisse Zeit aufrecht
erhalten werden, während der Motor im eingeschalteten Zustand
verbleibt. Ein Fahrzeuginsasse, der diese geneigte Position an
strebt, schaltet nun den Motor aus. Wenn der Fahrzeuginsasse
das Schiebedach zurückzuziehen wünscht, um die Öffnung im Dach
blech freizugeben, wird der Elektromotor eingeschaltet, worauf
der Elektromotor erneut in Betrieb gesetzt wird, um das ge
neigte Schiebedach zurückzuziehen und die Ausnehmung in dem
Dachblech freizugeben, wodurch das Innere des Fahrgastraumes
zur Umgebung hin geöffnet wird. Um die Dachausnehmung zu
schließen, wird der Elektromotor in Schließrichtung einge
schaltet, wodurch das Schiebedach einen Bewegungsablauf voll
zieht, der zu dem vorangehend Beschriebenen umgekehrt ist.
Die Führungsschiene dieser bekannten bzw. vorbenutzten Schiebedachvorrichtung wird durch
zwei parallele Teile gebildet, die auf der Unterseite des
Schiebedaches und auf beiden Seiten des Gehäuses angeordnet
sind und sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstrecken, auf
welchen die beiden Schuhe gleiten, während ein Verbindungsteil
die vorderen Enden der parallelen Teile der Schiene verbindet,
so daß damit ein im wesentlichen U-förmiger Aufbau gebildet
wird. Eine Aluminiumlegierung, die eine geringe Expansion und
Kontraktion wie auch eine geringe spezifische Dichte besitzt,
wird hauptsächlich als Material für die Führungsschiene ver
wendet. Bei dem Biegeverfahren der Führungsschiene werden beide
Enden einer durch Extrusion geformten, sich in die Länge er
streckenden Schiene durch entsprechende Zylinder eingespannt,
wobei als neutrale Achse die innere periphere Seite der zu
biegenden Schiene mit dem um die neutrale Achse zu biegenden
Bereich auf einen Aufspanntisch abgestützt, und die Zylinder
werden auf entsprechenden Bogen geführt, wobei der Kontaktpunkt
zwischen dem Aufspanntisch und der inneren peripheren Seite der
Schiene oder der Führungsschiene als Schwenkpunkt dient, um
hierdurch den Biegevorgang der Schiene bzw. der Führungsschiene
auszuführen. Damit ist der Biegevorgang vollständig.
Die nach diesem herkömmlichen Biegeverfahren gebogene Führungs
schiene expandiert oder kontrahiert nicht an ihrer inneren peri
pheren Seite, bei welcher es sich um die neutrale Achse handelt.
Da jedoch eine Elongation in Längsrichtung an der äußeren peri
pheren Seite erforderlich ist und die Breite der Führungsschiene
relativ groß ist, kann die Biegung der Schiene nicht mit einem
kleinen Radius durchgeführt werden. Eine solche Elongation ist
proportional dem Abstand zwischen der inneren peripheren Seite,
bei welcher es sich um die neutrale Achse handelt, und der
äußeren peripheren Seite, wobei das Ausmaß der erforderlichen
Elongation zunimmt in Proportion zu diesem Abstand. Wenn dem
entsprechend Anstrengungen gemacht werden, um einen kleinen
Radius zu erhalten und damit eine große effektive Öffnung
in der Schiebedachvorrichtung auszubilden, bricht die
Führungsschiene auf ihrer äußeren peripheren Seite. Als
Standard ist das Biegen begrenzt auf äußerem peripherem
Radius/innerem peripheren Radius in einem Verhältnis von 1 zu
1,5.
Wenn die Führungsschiene einen großen Radius besitzt, ragt
die Schiene auf beiden Seiten vorn in die Öffnung der Schiebe
dachvorrichtung hinein, woraus folgt, daß eine große effektive
Öffnung nicht erzielt werden kann.
Die zuvor beschriebene Führungsschiene kann mit einem Mittel
rahmen versehen sein. Eine solche Anordnung ist in der japani
schen Gebrauchsmusterveröffentlichung (KOKAI) Nr. 57-24 120
beschrieben. Diese herkömmliche Führungsschiene besitzt einen
Mittelrahmen, der im wesentlichen die mittleren Teile der zuvor
beschriebenen parallelen Bereiche miteinander verbindet und
sich in Querrichtung des Kraftfahrzeuges erstreckt. Die Endbe
reiche des Mittelrahmens sind an den unteren Oberflächen der
parallelen Teile der Führungsschiene befestigt.
Es ist erforderlich, daß der Mittelrahmen als Führungsschienen
verstärkungselement dient, um die Führungsschiene gegen von außen
einwirkende Kräfte abzustützen.
Dieser herkömmliche Mittelrahmen wirkt als ein Führungsschienen
verstärkungselement hinsichtlich einer Torsion. Da jedoch der
Mittelrahmen an der unteren Oberfläche der parallelen Teile der
Führungsschiene befestigt ist, kann er keine Verstärkung gegen
äußere Kräfte zur Verfügung stellen, die in vertikaler Richtung
einwirken. Bei einer Schiebedachvorrichtung mit einer Führungs
schiene, die einen derartigen Aufbau besitzt, wird das Dach
einer Sogwirkung aufgrund eines Druckunterschiedes ausgesetzt,
der zwischen dem Fahrgastraum und dem Kraftfahrzeugdach bei
einer hohen Fahrgeschwindigkeit auftritt, und es tritt eine
Vibration ein, wenn das Fahrzeug fährt. Dies führt dazu, daß
die parallelen Teile und die beiden Endbereiche des Mittel
rahmens eine Deformation erfahren, und die Schiebedachvor
richtung läßt sich nicht mehr leicht betätigen.
Gemäß dem vorstehend genannten Stand der Technik tritt beim Biegen der Führungsschiene
also das Problem auf, daß sich aufgrund von
einsetzender Haftreibung im Auflagebereich und unterschiedlichen
Zug- bzw. Druckmoduli des Werkstoffs die neutrale
Faser von einer Mittenlage innerhalb der Führungsschiene in
Richtung der Auflagefläche, d. h. der Innenseite der Führungsschiene
verschiebt, wodurch eine erhebliche Zugspannung
an der Außenseite der Führungsschiene in einer zu einer
Biegeebene senkrechten Ebene entsteht. Unter dieser Biegeebene
sei die Ebene verstanden, in der die Achse liegt, um
welche gebogen wird. Die so im Material entstehende Zugspannung
kann - besonders bei der Biegung von kleinen
Radien bei relativ breiter Stegbreite der Führungsschienen
- eine kritische Grenzspannung überschreiten, wobei es zu
Rissen auf der äußeren Seite der Führungsschiene kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsschiene
der eingangs genannten Art leichter herzustellen
und für eine Schiebedachvorrichtung eines Kraftfahr
zeuges bereitzustellen, wobei die Schiene eine hohe innere Stabilität
aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im
Hauptanspruch bzw. im
nebengeordneten Anspruch 2 gelöst.
Erfindungsgemäß greift die Aufspannvorrichtung für das
Biegen der Führungsschiene in einem Mittenabschnitt derselben
an einem gemäß Anspruch 2 auf der Unterseite der Führungsschiene sich
erstreckenden Vorsprung an, wodurch beim Biegen der Führungsschiene
gemäß Anspruch 1 die Verschiebung der neutralen
Faser nach der Innenseite verhindert wird. Somit
wird die Zugspannung an der Außenseite der Führungsschiene
kleingehalten, wodurch dem Aus- bzw. Einreißen an dieser
Stelle vorgebeugt werden kann. Jedoch wird aufgrund dieser
Maßnahme die Druckspannung an der Innenseite der Führungsschiene
erhöht, was zu einem Ausbeulen der Innenfläche
führen könnte. Um letzteres zu verhindern, sind erfindungsgemäß
Einkerbungen an der Innenkante der Schiene vorgesehen,
die in an sich bekannter Weise durch Aufnahme des
gestauchten Materials keine überhöhten Druckspannungen an
der Innenkante entstehen lassen.
Durch das Vorsehen des Vorsprungs an der Führungsschiene
wird außerdem die Stabilität derselben gegenüber den bei
Montage oder Betrieb der Schiebedachvorrichtung auftretenden
Axial- und Biegekräften erhöht. Diese Stabilität wird
in vorteilhafter Weise durch die Merkmale im Kennzeichen
des Anspruchs 3 noch weiter verbessert.
Bei einem bekannten in der DE 32 33 512 A1 dargestellten
Verfahren stellt sich grundsätzlich das Problem
einer überhöhten Zugspannung auf der Biegeaußenseite nicht, denn
das Material wird in der Ebene seiner geringsten Wandstärke
gebogen und dabei können Biegewinkel von 90° mit kleinen
Biegeradien ohne überhöhte Zugspannungen bequem erreicht
werden. Die Einkerbungen befinden sich im Gegensatz
zu der Erfindung in der Biegeebene, legen somit als
"Sollbiegestelle" die Biegelinien fest und erleichtern den
Biegevorgang im Sinne einer Reduzierung der für denselben
aufzuwendenen Biegekräfte. Einen wesentlichen Einfluß auf
die Druck- bzw. Zugspannungsverteilung auf der Biegeinnen-
bzw. -außenseite des Materials können diese Einkerbungen
nicht haben, weil sie dazu senkrecht zur Biegeebene angeordnet
sein müßten.
Wie bei dem in der DE 32 33 512 A1
beschriebenen Verfahren wird auch bei dem in der DE 33 25 718
A1 dargestellten Verfahren zum Biegen
einer Ecke unter Abstützung der Seiten des Blechteils gebogen,
wobei die neutrale Faser auch in Richtung der Biegeinnenseite
verschoben wird. Den dabei auftretenden überhöhten
Druckspannungen auf der Biegeinnenseite wird durch vorgesehene
Öffnungen auf der Biegeinnenseite des Profils
begegnet.
Weiterhin
liegt gemäß dieser Druckschrift eine in ihrem Mittenabschnitt
sich nach außen wölbende Außenwandung
auf der Biegeaußenseite
des Profilrahmens. Diese Auswölbung kann daher
nicht - wie der erfindungsgemäß auf der Unterseite der Führungsschiene
angeordnete Vorsprung - dazu verwendet
werden, einen Anschlag für den Biegevorgang im Sinne der
Erfindung bereitzustellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher dargestellt.
Dabei zeigen
im einzelnen:
Fig. 1 eine Darstellung des Fertigungsschrittes, bei welchem
das extrudierte Aluminiummaterial einer Führungs
schiene auf einen Aufspanntisch
aufgebracht wird,
Fig. 2 eine Darstellung des Fertigungsschrittes, bei welchem
beide Enden des extrudierten Aluminiummaterials der
Führungsschiene auf entsprechende Zylinder aufge
spannt sind,
Fig. 3 eine Darstellung des Fertigungsschrittes, bei welchem
das Biegen des extrudierten Aluminiummaterials der
Führungsschiene vervollständigt ist,
Fig. 4 den Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1,
Fig. 5 eine Ansicht der fertigen Führungsschiene
von oberhalb des Daches, in Richtung auf die Vorder
seite des Fahrzeuges, und
Fig. 6 den Schnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 5,
unter Darstellung der Führungsschiene in montiertem
Zustand.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Schiene einen
U-förmigen Querschnitt auf, der durch eine Seitenwand auf
der inneren peripheren Seite der Schiene, durch die Seitenwand auf
der äußeren peripheren Seite der Schiene und durch den Bodenbereich
gebildet wird. Vor der Durchführung des Biegens ist ein sich
in Längsrichtung erstreckender Vorsprung 4 auf der Unterseite
dieses U-förmigen Querschnitts während der Extrusionsformung
ausgebildet. Der Vorsprung 4 erstreckt sich über die gesamte
Länge der Schiene bei dieser Ausführungsform im Hinblick auf
die Ausführung der Extrusion. Da jedoch der Vorsprung 4 nur
in den Biegebereichen erforderlich ist, ist es möglich, den
Vorsprung 4 nach der Extrusion herauszuschneiden, mit Ausnahme
der gewünschten Bereiche. Das extrudierte Material wird auf die
Länge geschnitten, die für eine Führungsschiene erforderlich ist.
Dieses Material in der geeigneten Länge stellt die Schiene 1 dar.
Wie die Fig. 1 zeigt, sind Auskerbungen 6 in der Schiene 1 an
vorbestimmten Bereichen der Flansche 13 auf der inneren peri
pheren Seite der zu biegenden Bereiche ausgebildet, während auf
der äußeren peripheren Seite Montagestücke 5 durch Schweißen
oder Schneiden angeformt sind. Als nächstes wird die Schiene 1
auf einen Aufspanntisch 2 in einer solchen Weise aufgebracht,
daß die innere periphere Wandung des Vorsprunges 4 in dem zu
biegenden Bereich an einer gekrümmten Wandung des Aufspanntisches
2 anliegt. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 werden beide
Enden der Schiene 1 an Zylindern 3 angespannt, und die Zylinder
3 werden in entsprechenden Bogen geführt, wobei die Spitze der
gekrümmten Wandung des Aufspanntisches 2 als Schwenkpunkt dient,
so daß die Schiene 1 in der Weise gebogen wird, wie dies die
Fig. 3 zeigt. Hierdurch wird der Biegevorgang vervollständigt.
Das zuvor beschriebene Biegeverfahren wird ausgeführt, indem man
eine Streckbiegemaschine einsetzt. Das Biegeverfahren läßt sich
jedoch auf verschiedene Weise durchführen, ohne daß eine Streck
biegemaschine eingesetzt wird, wobei auch diese Biegeverfahren
in den Rahmen der Erfindung fallen.
Die Bereiche mit den Vorsprüngen 4 befinden sich auf der Unter
seite der Führungsschiene und sind dementsprechend nicht zu
sehen, wenn die Führungsschiene am Fahrzeug montiert ist. Dem
entsprechend beeinflussen diese Vorsprünge nicht das Er
scheinungsbild der Führungsschiene. Zusätzlich wird, da das
Aluminiummaterial nur im mittleren Bereich der Führungsschiene
auf der Unterseite verstärkt ist, die Festigkeit für die
Halterung einer Schraube erhöht, wenn die Schraube die Schiene
durchgreift. Dementsprechend kann der verstärkte Bereich einge
setzt werden, um die Führungsschiene fest zu montieren, indem man
an dieser Stelle eine Schraube hindurchführt.
Gemäß der Erfindung kann der Biegeradius der Aluminiumführungs
schiene sehr klein gemacht werden. Dies ermöglicht es, die
effektive Öffnungsgröße der Schiebedachvorrichtung zu erweitern.
Da außerdem nur die linearen Teile der parallelen Bereiche der
Führungsschiene sich bewegen, kann das Stützelement, das die
Dachplatte der Schiebedachanordnung abstützt, vor der Platte
angeordnet werden, wodurch die Festigkeit, mit der die Platte
abgestützt wird, sich erhöhen läßt.
Wie in Fig. 5 wiedergegeben ist, sind Montageteile 5 und 5a an
einer Lasche 9 auf der Seite des festen Fahrzeugdachrahmens 8 mittels
Schrauben 10 gehalten, die durch Schraubenlöcher 7 bzw. 7a hin
durchgreifen, welche in den Montageteilen 5 und 5a vorgesehen
sind.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 6, besitzt ein Mittelrahmen
11 aus Aluminiummaterial einen Aufbau, der die Führungsschiene
von der Unterseite im wesentlichen in ihrem mittleren Bereich
in Längsrichtung abstützt. Der Mittelrahmen 11 und die Führungs
schiene 1 sind durch Nieten 12 in der Mitte der
Nut befestigt. Beide Enden des Mittelrahmens 11 sind mit Montage
teilen 5a versehen, die einen etwa Z-förmigen Quer
schnitt besitzen. Wie die Fig. 5 zeigt, ist der Mittelrahmen
11 fest an der Lasche 9 über Schrauben 10 gehalten, die die
Schraubenlöcher 10a durchgreifen, welche in den Montageteilen
5a vorgesehen sind. Außerdem ist die Lasche 9 an dem Fahrzeugdach
rahmen 8 durch Schrauben befestigt.
Durch die Befestigung des Mittelrahmens 11 und der Führungsschiene
1 durch Niete 12 werden der Mittelrahmen 11 und die Führungsschiene
1 zu einer Einheit verbunden, und diese werden als Einheit an dem
Fahrzeugdachrahmen 8 gehalten. Damit werden Festigkeit und Stabili
tät sichergestellt.
Die Erfindung erhöht in vorteilhafter Weise die Montage-Festigkeit
der Schiebedachvorrichtung, eine
Deformation der Montageteile der Führungsschiene, wie sie bei
herkömmlichen Vorrichtungen eintritt, erfolgt nicht.
Zusammengefaßt stellt die Erfindung eine Führungsschiene für eine
Schiebedachvorrichtung eines Kraftfahrzeuges sowie ein Verfahren
zu deren Herstellung zur Verfügung, wobei die Schiene in einer
solchen Weise extrudiert wird, daß ein Vorsprung auf der Unter
seite der Schiene in deren mittlerem Bereich in Längsrichtung
ausgebildet wird. Die Schiene wird auf eine vorbestimmte Länge
geschnitten, und Auskerbungen werden an einem inneren peripheren
Flansch der Schiene ausgebildet. Beide Enden der Schiene werden
durch entsprechende Zylinder eingespannt, wobei eine Wandung
auf der inneren peripheren Seite des Vorsprunges als neutrale
Achse dient. Ein Teil der Schiene, an welchem die Schiene ge
bogen werden soll, wird auf einem Aufspanntisch abgestützt, und
die Schiene wird entlang des Aufspanntisches gepreßt, um hierbei
die Biegung auszuführen. Ein Mittelrahmen ist mit seinen Enden
an Laschen befestigt, die am Seitenrahmen des Fahrzeugkörpers
gehalten sind.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer Führungsschiene (1) für
eine Schiebedachvorrichtung eines Kraftfahrzeugs,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (1)
- a) in einem Extrusionsformverfahren mit einem Vorsprung (4) ausgebildet wird, der sich in einem Mittenbereich auf der Unterseite der Führungsschiene (1) in Längsrichtung erstreckt,
- b) anschließend in an sich bekannter Weise auf eine vorbestimmte Länge gekürzt und mit Einkerbungen (6) in einem zu biegenden Bereich an der späteren Krümmungsinnenseite versehen wird und
- c) schließlich zum Biegen einer Krümmung mit einer Innenwandung des Vorsprungs (4) an eine Spann- bzw. Biegevorrichtung (Aufspanntisch 2) angelegt wird, so daß die Biegekraft der Biegevorrichtung auf die Innenwandung des Vorsprungs wirkt.
2. Führungsschiene (1) für eine Schiebedachvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs mit zwei parallelen,
in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Schienenteilen
(1), die an ihrem einem Endabschnitt durch ein einstückig daran
ausgebildetes Verbindungsteil zu einem U-förmigen Rahmen
miteinander verbunden sind und an ihren äußeren Kanten Montageteile
(5) und (5a) zur Befestigung an einem festen Fahrzeugdachrahmen (8)
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsprung (4)
auf der Unterseite der Führungsschiene (1) vorgesehen ist,
der sich in einem Mittenbereich in Längsrichtung der Führungsschiene
(1) erstreckt.
3. Führungsschiene nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
einen Mittelrahmen (11), der die beiden Schienenteile (1)
in einem in Längsrichtung vorgesehenen Mittelabschnitt miteinander
verbindet und an seinen Endabschnitten mit Befestigungsmitteln
(5a) versehen ist, die zur Aufnahme von
Axial- und Biegekräften am Fahrzeugdachrahmen (8) befestigbar
sind.
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