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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Gitterrohrrahmen für Kraftfahrzeuge
und insbesondere eine Türdichtungsgrenzflächenstruktur
zur Bereitstellung einer mit der Türdichtung in Eingriff bringbaren
Fläche
zwischen einem Paar Gitterohrrahmenglieder in der Nähe einer
Verbindung dazwischen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine
Gitterrohrrahmenarchitektur wird bei der Fahrzeugkonstruktion zunehmend
verwendet. Gitterrohrrahmen sind käfigförmige Strukturen, die aus mehreren
länglichen
Strukturkomponenten bestehen, die an Verbindungsstellen miteinander
verbunden sind. Das Fahrzeug wird durch Befestigen anderer Fahrzeugkomponenten,
wie zum Beispiel Fahrzeugkarosserieplatten, am Gitterrohrrahmen
zusammengefügt.
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Fahrzeugtüren werden
in der Regel auf jeder Seite des Fahrzeugs zur Schwenkbewegung zwischen
einer geöffneten
und einer geschlossenen Position bezüglich einer Türöffnung montiert.
Jede Tür eines
heutigen Fahrzeugs weist eine fortlaufende Umfangstürdichtung
auf, die in der Regel aus einem elastischen gummiartigen Material
hergestellt ist, das eine entsprechende Fläche oder entsprechende Flächen der
zugehörigen
Türöffnung abdichtend
in Eingriff nimmt, wenn die Tür
geschlossen ist. Die Türdichtung
wirkt als Sperre, die den Fahrzeuginnenraum abdichtet, wenn die
Tür geschlossen
ist, wodurch sie die Insassen des Fahrzeugs und den Fahrzeuginnenraum
von äußeren Witterungseinflüssen, Lärm, Verunreinigung
und so weiter schützt.
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Fahrzeuggitterrohrrahmen
sind oftmals mit mehreren in Längsrichtung
beabstandeten Paaren entsprechender, lateral beabstandeter, sich
im Wesentlichen vertikal erstreckender Säulen versehen. Diese enthalten
ein vorderstes Paar Säulenstrukturen
(die die "A"-Säulen bilden),
ein oder mehrere Paare Zwischensäulenstrukturen
(zum Beispiel die "B"-Säulen) und
ein Paar hinterster Säulenstrukturen (zum
Beispiel die "C"- oder "D"-Säulen).
Die Fahrzeugtür
kann durch ein Paar Scharniere zur Bewegung zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung schwenkbar an einer Säulenstruktur angebracht
sein. In der geschlossenen Stellung kann jede Tür zwischen benachbarten Säulenstrukturen auf
einer Seite des Gitterrohrrahmens aufgenommen sein.
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Gitterrohrrahmen
können
vorteilhafterweise durch Verwendung röhrenförmiger, hydrogeformter Komponenten
hergestellt werden. Ein Gitterrohrrahmen kann so hergestellt werden,
dass die Paare Säulenstrukturen
und die Seitenschienen hydrogeformt werden. Ein Vorteil der Verwendung
der Hydroformtechnologie zur Herstellung eines Gitterrohrrahmens besteht
darin, dass sie eine höhere
Maßhaltigkeit
gewährleisten
kann. Um dazu beizutragen, diesen Vorteil zu erzielen, ist es von
Vorteil, so wenig Komponenten wie möglich herzustellen und hydrogeformte Glieder
ohne dazwischen liegendes Verbindungsglied direkt miteinander zu
verbinden. Im Allgemeinen gilt, je weniger hergestellte Komponenten,
desto weniger Aufbau von Toleranzabweichungen.
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In
dem Fall, in dem es wünschenswert
ist, die Fahrzeugtür
direkt an einer hydrogeformten Säule
zu befestigen, wie bei der oben enthaltenden Anmeldung, können die
Säule und
die daran angrenzende hydrogeformte Seitenschiene dazu verwendet
werden, einen Teil der um den Umfang der Tür herum gebildeten elastischen
Dichtung direkt in Eingriff zu nehmen. In der Nähe der Verbindungsstelle zwischen
einem direkt verbundenen hydrogeformten Schienen- und Säulenteil besteht jedoch eine
relativ scharfe Winkelbeziehung (zum Beispiel eine orthogonale)
zwischen den Teilen, und deshalb wird keine geeignete Übergangsfläche (zum
Beispiel eine bogenförmige Übergangsfläche) zur
Aufnahme einer Türdichtung
bereitgestellt. Ähnliche
Türdichtungsprobleme
bestehen in der Nähe
der oberen Ecken der Türöffnung,
wo die Säulen
mit einer oberen Längsschiene
verbunden sind. Es besteht Bedarf an einem Gitterrohrrahmen, der
die Vorteile des Hydroformens ausnutzt, während eine Übergangsfläche zwischen der Türdichtungseingriffsfläche jeder
Säule und
der Türdichtungseingriffsfläche der
daran angrenzenden Schiene bereitgestellt wird.
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Das
Türdichtungsmerkmal
an typischen selbsttragenden Strukturen umgibt die Türöffnung und
weist an den Verbindungsstellen zwischen den Längsschienen und den vertikalen
Gliedern, zum Beispiel an der Verbindungsstelle zwischen der Dachschiene
und der B-Säulen
oftmals abgerundete Ecken auf. Die abgerundeten Ecken sorgen für einen sanften Übergang
vom vertikalen Glied zum Längsglied.
An einem hydrogeformten Gitterrohrrahmen kann eine Türdichtungseinrichtung
in den hydrogeformten Gliedern eingebaut werden, jedoch sind die sanften/abgerundeten Übergänge an den
Verbindungsstellen möglicherweise
schwer herzustellen.
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Es
besteht Bedarf an abgerundeten Ecken der Türdichtungseinrichtung um sanfte Übergangsbereiche
zu definieren und dadurch die schwierigen Merkmale von hydrogeformten
Gliedern zu beseitigen.
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Die
JP-A-10 278841 offenbart
eine Fahrzeugrahmenbaugruppe mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1 und enthält
weiterhin ein getrenntes Verstärkungsglied,
das am Kreuzungsabschnitt eines Säulenglieds, Dachschienenglieds
und Querglieds (
298) angebracht ist.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben angesprochenen
Probleme des Stands der Technik zu lösen, während der Montageprozess vereinfacht
und die Maßhaltigkeit
erhöht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Fahrzeugrahmenbaugruppe nach Anspruch 1
gelöst.
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Weitere
Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung, den beigefügten
Zeichnungen und den angehängten
Ansprüchen
hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Fahrzeuggitterrohrrahmens;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuggitterrohrrahmens, der
eine Grenzflächenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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3 ist
eine perspektivische Teilansicht, die die Grenzflächenstruktur
eines sich in Längsrichtung
erstreckenden hydrogeformten Schienenteils, eines hydrogeformten
Säulenteils
und eines Dachquerglieds wie in 2 dargestellt
zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Fahrzeuggitterrohrrahmens 10.
Der Gitterrohrrahmen 10 enthält allgemein einen vorderen
Rahmenteil 12, einen mittleren Rahmenteil 16 und
einen hinteren Rahmenteil 18. Ein Paar lateral beabstandeter,
sich in Längsrichtung
erstreckender unterer Seitenschienenstrukturen 22 ist auf
jeder Seite des Gitterrohrrahmens 10 angeordnet und verlängert ihn.
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Die
unteren Seitenschienenstrukturen 22 sind vorzugsweise aus
drei röhrenförmigen hydrogeformten
Gliedern, die an Verbindungsstellen aneinander befestigt sind, hergestellt.
Insbesondere enthält
jede Seitenschienenstruktur 22 ein hydrogeformtes, vorderes,
unteres Seitenschienenglied 26 bzw. 28, ein hydrogeformtes,
unteres Zwischenseitenschienenglied 30 bzw. 32 und
ein hydrogeformtes, hinteres, unteres Seitenschienenglied 34 bzw. 36. Die
Paare hydrogeformter Glieder 26, 28; 30, 32 und 34, 36 sind
Spiegelbildkonstruktionen. Nur ein Glied 26, 30 und 34 jedes
Paares wird ausführlich
besprochen, aber die Besprechung gilt für beide Glieder des Paares.
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Jedes
vordere, untere Seitenschienenglied 26 ist an einer Verbindungsstelle 38 mit
dem zugehörigen
unteren Zwischenseitenschienenglied 30 verbunden. Ebenso
ist jedes untere Zwischenseitenschienenglied 30 an einer
Verbindungsstelle 42 mit dem zugehörigen hinteren, unteren Seitenschienenglied 34 verbunden.
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Ein
vorderer Endteil des unteren Zwischenseitenschienenglieds 30 ist
so ausgeführt
und angeordnet, dass es teleskopisch in einem hinteren Endteil des
vorderen, unteren Seitenschienenglieds 26 aufgenommen und
zur Bildung der Verbindungsstelle 38 in Position verschweißt wird.
Die Verbindungsstelle 42 ist ähnlich ausgeführt. Das
heißt,
ein vorderer Endteil des hinteren, unteren Seitenschienenglieds 34 ist
so ausgeführt
und angeordnet, dass es teleskopisch in einem hinteren Endteil des
unteren Zwischenseitenschienenglieds 30 aufgenommen und zur
Bildung der Verbindungsstelle 42 in Position verschweißt wird.
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Eine
obere Längsstruktur 62 ist
auf jeder Seite des Gitterrohrrahmens 10 angebracht. Jede
obere Längsstruktur 62 ist
aus einem Paar röhrenförmiger, hydrogeformter
Glieder gebildet. Insbesondere enthält jede obere Längsstruktur 62 ein
röhrenförmiges, hydrogeformtes,
vorderes, oberes Längsglied 66 bzw. 68 und
ein hydrogeformtes, röhrenförmiges, vorderes,
oberes Längsglied 70 bzw. 72.
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Die
Paare vorderer und hinterer, oberer Längsglieder 66, 70 und 68, 72 auf
jeder Seite des Gitterrohrrahmens 10 sind an Verbindungsstellen 44 miteinander
verbunden. Vorzugsweise wird die Verbindungsstelle 44 durch
teleskopisches Anordnen eines vorderen, röhrenförmigen Endes des hinteren, oberen
Längsglieds 70 in
einem hinteren Ende des vorderen, oberen Längsglieds 68 und Miteinanderverschweißen des
Paares Glieder 68, 70 gebildet.
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Die
Glieder 66, 68 und 70, 72 sind
spiegelbildlicher Ausführung.
Deshalb konzentriert sich die folgende Beschreibung auf die Glieder 66 und 70,
gilt aber gleichermaßen
für die
Glieder 68 und 72. Jedes vordere, obere Längsglied 66 ist
ein integrales, hydrogeformtes, röhrenförmiges Glied, das einen im Wesentlichen
geraden Säulenbildungsteil 78 und
einen bogenförmigen,
sich in Längsrichtung
erstreckenden Teil 82 aufweist. Jeder Säulenbildungsteil 78 ist
an einer Verbindungsstelle 75 mit einem jeweiligen vorderen,
unteren Seitenschienenglied 26 verbunden und erstreckt
sich davon nach oben, so dass ihr jeweiliger Säulenbildungsteil 78 eine
vorderste "A"-Säulenstruktur
des Gitterrohrrahmens 10 bildet.
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Jedes
hintere, obere Längsglied 70 weist
einen bogenförmigen,
vorderen, sich in Längsrichtung erstreckenden
Teil 86 auf, der in einen kurzen Endteil 90 übergeht.
Wie unten betrachtet wird, bilden die sich in Längsrichtung erstreckenden Teile 82 des
vorderen, oberen Längsglieds 66 Verbindungsstellen 87 mit
einem röhrenförmigen,
hydrogeformten, ersten, U-förmigen
Querglied 94 des Gitterrohrrahmens 10; und die
sich in Längsrichtung
erstreckenden Teile 86 bilden Verbindungsstellen 89 mit
einem röhrenförmigen,
hydrogeformten, zweiten, U-förmigen
Querglied 96. Jedes Paar sich in Längsrichtung erstreckender Teile 82 und 86 auf
jeder Seite des Gitterrohrrahmens 10 definiert eine Dachschienenstruktur
zwischen dem zugehörigen
A-Säulen-Bildungsteil 78 des
vorderen, oberen Längsglieds 66 und
den Verbindungsstellen 89 mit einem Querglied 96 auf
jeweiligen Seiten des Gitterrohrrahmens 10.
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Das
erste, U-fömige
Querglied 94 und das zweite, U-förmige Querglied 96 erstrecken
sich lateral über
den Gitterrohrrahmen 10. Jedes Querglied 94, 96 ist
in der Regel ein integrales, röhrenförmiges, hydrogeformtes
Glied, das einen Querteil 98 bzw. 100 und ein
Paar integraler Schenkelteile 102 bzw. 104 enthält, die
sich von Verbindungspunkten 106, 108 an einander
gegenüberliegenden
Enden des zugehörigen
Querteils 98, 100 aus erstrecken. Die Schenkelteile 102, 104 des
ersten und des zweiten U-fömigen
Glieds 94, 96 bilden Verbindungsstellen 110 bzw. 112 mit
den unteren Seitenschienengliedern 30 bzw. 34.
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Die
Schenkelteile 102 des U-fömigen Glieds 94 sind
im Wesentlichen gerade und erstrecken sich von jeweiligen Seitenschienenstrukturen 22 nach oben,
um ein Paar lateral beabstandeter Zwischen- oder "B"-Säulenstrukturen
am Gitterrohrrahmen 10 zu bilden, die sich zwischen der
zugehörigen
unteren Seitenschienenstruktur 22 und der zugehörigen Dachschienenstruktur
erstrecken.
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Ebenso
bilden die Schenkelteile 104 des zweiten U-fömigen Glieds 96 ein
Paar hinterster oder "C"-Säulenstrukturen
am Gitterrohrrahmen 10, die sich zwischen der zugehörigen unteren
Seitenschienenstruktur 22 und der zugehörigen Dachschienenstruktur
erstrecken. Die Querteile 98, 100 des ersten und
des zweiten U-förmigen
Glieds 94, 96 bilden sich lateral erstreckende
Querstrukturen, die sich in Autoquerrichtung zwischen dem Paar B-Säulen-Strukturen
bzw. zwischen dem Paar C-Säulen-Strukturen erstrecken
und durch Verwendung einer integralen, hydrogeformten Struktur eine
laterale Länge
zwischen den zugehörigen
Paaren definieren, wodurch der Toleranzaufbau zwischen den Paaren
von B- und C-Säulen
minimiert wird.
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Ein
Paar sich lateral erstreckender, röhrenförmiger, hydrogeformter Querglieder 126, 128 bildet Gitterrohrrahmenquerstrukturen,
die die vorderen, oberen Längsglieder 66, 68 miteinander
verbinden und Stützstrukturen
für eine
(nicht gezeigte) Fahrzeugwindschutzscheibe im zusammengefügten Fahrzeug
bilden. Das Querglied 126 ist an den Verbindungsstellen 129 mit
den oberen Längsgliedern 66, 68 verbunden.
Jedes Ende des Querglieds 126 ist in einer hydrogeformten
Aussparung 133 verschweißt, die während des Hydroformprozesses
im vorderen, oberen Längsglied 66, 68 gebildet
wird. Die Verbindungsstellen 129 werden an dem sich in Längsrichtung
erstreckenden Teil 82 jedes Glieds 66, 68 über dem Übergang
zwischen dem Säulenbildungsteil 78 und
dem sich in Längsrichtung
erstreckenden Teil 82 jedes vorderen, oberen Längsglieds 66, 68 gebildet.
Das röhrenförmige Querglied 128 weist
abgeflachte Enden auf, die in übereinander
liegender, anstoßender
Beziehung mit den sich in Längsrichtung
erstreckenden Teilen 82 der vorderen, oberen Längsglieder 66, 68 platziert
und in Position verschweißt
werden, um die Verbindungsstellen 131 zu bilden.
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Die
herkömmliche
Anordnung von 1 ist mit Nachteilen behaftet,
weil die Türdichtungseinrichtung
an einer typischen selbsttragenden Struktur die Türöffnung umgibt
und oftmals abgerundete Ecken an den Verbindungsstellen zwischen
den Längsschienen
und den vertikalen Gliedern, zum Beispiel an der Verbindungsstelle
an der Dachschiene 82 und B-Säule 102, aufweist.
Abgerundete Ecken sind dazu erforderlich, einen sanften Übergang
von dem vertikalen Glied 102 zum Längsglied 82 zu bilden.
An dem hydrogeformten Gitterrohrrahmen gemäß 1 kann die
Türdichtungseinrichtung
in die hydrogeformten Glieder 102, 82, 98 eingebaut
werden, jedoch sind die sanften/abgerundeten Übergänge an den Verbindungsstelle
schwer zu bilden.
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Unter
Bezugnahme auf 2 stellt die vorliegende Erfindung
abgerundete Ecken für
die Türdichtungseinrichtung
bereit, um einen sanften Übergangsabschnitt
zu definieren, wodurch schwierige Merkmale in hydrogeformten Gliedern
beseitigt werden.
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Insbesondere
wird die B-Säule 202 nicht
als ein U-förmiges
Glied, wie in 1 gezeigt, geformt. Stattdessen
ist die B-Säule 202 ein
vertikaler Schenkelteil, der sich von dem unteren Seitenschienenglied 230 zu
dem sich in Längsrichtung
erstreckenden Dachschienenteil 282 erstreckt. Die B-Säule 202 ist in
der Regel ein röhrenförmiges,
hydrogeformtes Glied, das eine Verbindungsstelle 210 mit
den unteren Seitenschienengliedern 230 und eine Verbindungsstelle 287 mit
dem Dachschienenteil 282 bildet.
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Das
Dachquerglied 298 bildet eine sich lateral erstreckende
Querstruktur, die sich in Autoquerrichtung zwischen dem Paar B-Säulen-Strukturen
erstreckt und eine laterale Länge
durch die Verwendung einer integralen, gepressten oder hydrogeformten
Struktur definiert, wodurch der Toleranzaufbau des Paares B-Säulen minimiert wird.
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Auf 3 Bezug
nehmend, wird eine Türdichtungsgrenzflächenstruktur
für einen
Kraftfahrzeuggitterrohrrahmen dargestellt. Die Türdichtungsgrenzflächenstruktur
umfasst einen sich in Längsrichtung
erstreckenden, hydrogeformten Dachschienenteil 282, einen
hydrogeformten B-Säulen-Teil 202 und
ein Dachquerglied 298, das an einem Kreuzungsabschnitt
oder einer Verbindungsstelle 287 mit dem Schienen- und
Säulenteil 292, 202 verbunden
ist. Der Dachschienenteil 282 und der B-Säulenteil 202 bilden
jeweilige Flächen
oder Absätze 300,
die eine Türdichtung
abdichtend in Eingriff nehmen, um eine (nicht gezeigte) geschlossene Fahrzeugtür abzudichten.
Das Dachquerglied 298 ist mit einem Übergangsflansch 288 ausgebildet,
der die abgerundeten Ecken 288a an der Verbindungsstelle zwischen
dem Dachschienenteil 282 und dem B-Säulen-Teil 202 bildet.
Der Übergangsflansch 288 definiert
eine Übergangsstruktur
in der Nähe
der Verbindungsstelle. Die Übergangsstruktur
bildet eine Übergangsfläche, die
einen Übergang
zwischen dem Schienenteil und den Säulenteilflächen bereitstellt. Der Übergangsflächenteil,
das heißt
die abgerundeten Ecken 288a, nimmt einen Teil der Türdichtung
abdichtend in Eingriff, um die geschlossene Fahrzeugtür abzudichten
und stellt dadurch eine Türdichtungseingriffsfläche in der
Nähe der
Verbindungsstelle bereit. Die besondere Form und das besondere Layout der Übergangsstruktur
variieren von der Form und der Konfiguration der Dachschiene und
der Säule
sowie von der Form des Kreuzungsabschnitts oder des Verbindungspunkts 287.
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Bei
herkömmlichen
Gitterrohrrahmenausführungen
umgibt die Türdichtungseinrichtung
die Türöffnung und
weist oftmals abgerundete Ecken an den Verbindungsstellen zwischen
den Längsschienen und
den vertikalen Gliedern, zum Beispiel an der Verbindungsstelle zwischen
Dachschiene und B-Säule, auf.
Die abgerundeten Ecken stellen einen sanften Übergang vom vertikalen Glied
zum Längsglied
bereit. An einem hydrogeformten Gitterrohrrahmen kann die Türdichtungseinrichtung
in die hydrogeformten Gliedern eingebaut sein; jedoch können die sanften/abgerundeten Übergänge an den
Verbindungsstellen sehr schwer zu bilden sein.
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Wie
oben beschrieben stellt die vorliegende Erfindung ein Dachquerglied
bereit, das mit einem sanften Übergangsabschnitt
gebildet ist, der den B-Säulen-Teil
und den Dachschienenteil zumindest teilweise umhüllt, um abgerundete Ecken zur
Aufnahme und zur Verbesserung einer Türdichtungseinrichtung einer
Fahrzeugrahmenbaugruppe zu definieren, wodurch schwierige Merkmale
in hydrogeformten Gliedern beseitigt werden.